Phân tích Thống kê của Ảnh số doc

Ch
Ch
ươ
ươ
ng 1
ng 1
Phân tích Thống kê của Ảnh số
Hồ Đình Duẩn
Nội dung chương 1
Khái niệm ảnh số
Các tham số thống kê một chiều của ảnh
Các phép biến đổi histogram
Các tham số thống kê nhiều chiều
Matrận hiệp phương sai và phương pháp PCA
Biểu diễn ảnh số
Pixel (Picture Element): điểm ảnh, mang một
giá trị số f(x,y)
x,y: số nguyên, chỉ vị trí pixel
f: độ sáng (độ xám, brightness)
CONTINUOUS
IMAGE
PIXEL
01 23
X, Colum
n
Pixel No.
0
1
2
3
Y, Line

Analog Image
Digital Image
Height
Width
Pixel
Giá trị của Pixel
Ảnh đa phổ (đa kênh)
Multi Channel Image
Color Image: 3 kênh cho 3 màu
R,G,B
Landsat TM 7 Channel
Band or
Channel
Band
4
Band
3
Band
2
Band
1
Bit và hệ Nhị phân (Binary System)
Độ sáng của mỗi pixel được biểu diễn bởi một số bit
Nếu dùng k bit cho mỗi pixel, có cả thảy 2
k
cấp độ sáng từ
0 đến 2
k
-1
Ví dụ: dùng 3 bit

bit map graylevel bitmap
graylevel
bit2 bit1 bit0 bit2 bit1 bit0
0000 1004
0011 1015
0102 1106
0113 1117
Lấy mẫu (Sampling) & Lượng hóa
(Quantization)
Đó là quá trình số hóa một ảnh thực (liên tục) thành
một ảnh số (rời rạc)
(Analog to Digital)
(1)Sampling : Chọn một lưới ô vuông (grid)
để biểu diễn ảnh
(2)Quantization: xác định một phép tương
ứng từ độ sáng của ảnh qua
một cấp độ sáng (grey level)
Sampling
Định lý Shannon về lấy mẫu
“Thông tin sẽ không bị mất nếu ảnh được lấy mẫu
theo một chu kỳ bằng một nữa nghịch đảo của tần
số tín hiệu nguyên thủy”
32
64
128
Lượng hóa
8bit 7bit 6bit
5bit
Các mức lượng hóa khác nhau

3bit
4bit 2bit 1bit
Các định dạng
ảnh số vệ tinh
thông thường
(BSQ, BIL, BIP)
Khái niệm lân cận (Neighbor) của
mộtPixel
p
p
4-neighbors of p
8-neighbors of
p
Tính liên tục của các pixel
continuous
at 4-connectivity
continuous
at 8-connectivit
y
Hiển thị dữ liệu ảnh
Ảnh hiển thị cần phải được tăng cường chất
lượng để nhận biết tốt hơn.
Phép tăng cường thông dụng nhất là tăng độ
tương phản (Contrast enhancement)
Histogram của ảnh
Histogram (biểu đồ xám) mô tả sự phân bố của cấp
độ sáng của một ảnh theo số lượng pixel mang cùng
một giá trị độ sáng
Histogram
0

1
2
3
4
5
6
7
8
12345
Pixel Value
Frequency
Pixel
Value Number
11
24
37
43
51
Total 16
Histogram
1324
4523
3232
3343
Image Histogram
0
255
45,000
( 20%)
80 8575

In the image, there are 45,000
pixels, whose value are 80.

20% of all pixels have value 80.
pixel value
number of pixels
or
parcentage
Histogram – ví dụ
Có 15,563
pixels mang
giá trị 76
Histogram và tính chất của ảnh
0
255
pixel value
0
255pixel value
0
255
pixel value
0
255
pixel value
Dark Image Bright Image
Low Contrast
Image
High Contrast
Image
Tối & Sáng

Tương phản
cao & thấp
Ảnh tối
Ảnh sáng