Tài liệu Xử lý ảnh số - Tổng quan docx

Xử lý ảnh số
Ts.Ngô vănSỹ
Khoa Điệntử Viễn thông
NỘI DUNG
 Tổng quan về xử lý ảnh số
 Tín hiệuvàhệ thống 2D
 Tiềnxử lý
 Phân tích ảnh
 Nén ảnh
 Các kỹ thuậtxử lý ảnh nâng cao
TÀI LIỆU THAM KHẢO
 Digital image processing-Fundamental
 Digital image processing-Algorithms and
Application
 NhậpmônXử lý ảnh số - Hoàng Kiếm
 Xử lý ảnh và Vidéo số - NguyễnKim Sách
 Xử lý ảnh – Lương Mạnh Bá và Nguyễn
Thanh Thuỷ.
 Xử lý ảnh – Ngô Diên Tập
Tổng quan về Xử lý ảnh
 Các ứng dụng xử lý ảnh
 Hệ thống thí nghiệmxử lý ảnh
 Các kỹ thuậtxử lý ảnh cănbản
 Mô hình thị giác
 Cấu trúc file dữ liệu ảnh
Các ứng dụng xử lý ảnh
 Vệ tinh dự báo thờitiết
 Viễn thám (Remote sensing)
 Ảnh y tế (Tomographs)
 Khoa họchìnhsự (Forensics)
 Điện ảnh

Vệ tinh dự báo thờitiết
 Thiếtbị:
 Vệ tinh dự báo: Camera (Hồng ngoại) + Thiếtbị
truyền ảnh
 Trung tâm mặt đất: SuperComputer + Thiếtbị nhận
ảnh
 Chứcnăng:
 Thu ảnh
 Tiềnxử lý
 Truyềnvề trung tâm
 Khôi phục ảnh
 Phân tích ảnh
Viễnthám
 Thiếtbị:
 RPV (Remote Processing Vehice) + Camera
hồng ngoại+ Thiếtbị truyền ảnh.
 Trung tâm điềukhiển: Thiếtbị thu ảnh và xử
lý
 Chứcnăng
 Phân tích ảnh
Khoa họchìnhsự
 Thiếtbị
 Nguồnsángcóquangphổ rộng (PolyLight)
 Cảmbiếnvântay(nhiệthoặc độẩm)
 Scanner
 Chứcnăng
 Tiềnxử lý
 Mã hoá
 Tổ chứcngânhàngdữ liệu ảnh
 Đốisánh

Ảnh Y tế
 Thiếtbị:
 Máysiêuâm
 Máy chụpX-Quang
 Máy nộisoi
 CT-Scanner
 Chứcnăng
 Thu ảnh phảnxạ, đâm xuyên, cắtlớp
 Dựng ảnh (Reconstruction)
Điện ảnh
 Thiếtbị:
 Camera
 Computer + Video card
 Chứcnăng
 Hoạthình3D
 Ghép và dựng scence
Hệ thống thí nghiệmXử lý ảnh
SuperComputerScanner Buffer
INTERNET SATELITE
Trình tự xử lý tổng quát
Thu
nhận
Tiềnxử lý
Trích
thuộctính
Phân đoạn
Tách
thông tin
Mã hoá
Phân lớp Đốisánh

Ngân hàng
dữ liệu
Lưutrữ
Đốitượng
Quyết
định
Các kỹ thuậtXử lý ảnh cănbản
 Thu nhận ảnh
 Truyền ảnh
 Khôi phục (Restoration)
 Làm nổithuộc tính (Enhancement)
 Trích thuộc tính (Extract)
 Phân đoạn (Segmentation)
 Đối sánh (Matching)
Phổ năng lượng ánh sáng
 Tia X Tử ngoại Ánh sáng khả kiếnHồng ngoại
 X-Ray ExtraViolet Visual Light Infrared
Bước sóng λ 350 nm 480 nm
c : vậntốc ánh sáng
f : tầnsố
f
c
=
λ
Tác động củanăng lượng ánh sáng
lên vậtthể
Tia tới
Tia phảnxạ
Tia đâm xuyên
Năng lương

Hấpthụ
Năng lương
Bứcxạ
Mô hình thị giác
),,()(),,(
λ
λ
λ
yxRLyxI
=
L(λ) Năng lượng ánh sánh bứcxạ từ nguông sáng
R(x,y,λ) Hệ số phảnxạ trên bề mặtvậtthể
I(x,y,λ) Cường độ tia phảnxạđến võng mạcvà
đượccảmthụ
Bước sóng ánh sáng đượcbứcxạλ
Ảnh là toàn bộ năng lượng phổ đượcbứcxạ từ
nguồn sáng, phảnxạ trên bề mặtvậtthể và
đượccảmthụ bởithị giác
λλλ
dVyxIyxf )().,,(),(
0
∫
∞
=
V(λ) hệ số cảmthụ củathị giác
f(x,y) ảnh tượng tự
Mô hình thị giác
 Độ tương phản
 Định lý Weber :
 C = c.log

a
(1+f)
 Mô hình tỷ lệ nền
 Độ chói
const
f
f
=
∆
Các tham sốảnh
 Kích thước
 Chiềurộng x chiềucao
 Đơnvị đo: cm, inch, số pixel theo mỗichiều
 Độ phân giải không gian
 Số pixel trên 1 đơnvị khoảng cách theo chiều đứng
Vres, hoặc theo chiều ngang Hres
 Thông thường các thiếtbị có độ phân giảitheohai
chiềubằng nhau.
 Độ phân giảimàu
 Số mứcmàuL được dùng để biểudiễn
 b = log
2
L là số bit trên pixel
Tầnsố không gian
 Được định nghĩalànghịch đảocủachukỳ
lặplạicủatínhiệu ảnh theo chiều ngang
hoặcchiều đứng
y
x
y

x
∆
=
∆
=
1
1
ξ
ξ
Tầnsố không gian theo chiều ngang
Tầnsố không gian theo chiều đứng
Miềntầnsố không gian
t (s) f(Hz)
y ξ
y
x ξ
x
Tầnsố không gian
Các kiểu định dạng ảnh số
(Format File)
 bmp (không nén)
 pcx (mã runlength)
 jpeg (mã Huffman và DPCM)
 tif (tag)
 img (runlength code)
 psd (chuẩn photoshop)
Tổ chức file ảnh
 Header
 Nhậndạng chuẩn ảnh
 Kích thước (theo chiều ngang H và theo chiều đứng V)

 Độ phân giải không gian(theo chiều ngang Hres và theo chiều đứng Vres)
 Độ phân giảimàu
 Kỹ thuậtnén
 Loại ảnh (W/B, grayscale, color)
 Data
 Có thể nén hoặc không nén
 Đượcsắpxếptheothứ tự các pixel từ trái sang phải, từ trên xuống dưới.
 Riêng kiểutifsử dụng tag để trỏ đến vùng dữ liệu đượctổ chứctheotừng dải.
 Palette
 Nằm ở cuốifile, gồm 768 byte, đặctrưng cho gam màu của ảnh và đượcnạpvào
thanh ghi palette của VGA card trước khi hiểnthịảnh lên monitor
Các hệ toạ độ màu