XLA-Lược đồ xám nhóm 2(Thảo luận) ppsx

Đề tài báo cáo môn học
Xử lý ảnh
Đề tài: Nghiên cứu thuật toán vẽ lược đồ xám của ảnh
Giáo viên giảng dạy: Cao Ngọc Ánh
Nhóm sinh viên thực hiện gồm:
1. Vũ Đình Dương 5.Tạ Văn Tiến
2. Nguyễn Xuân Tuấn 6.Trần Văn Tiến
3.Lê Đăng Khoa 7.Lê Xuân Công
4.Lê Công Chung 8.Đào Thị Giang
* Lc mc xỏm l gỡ?
*Lc mc xỏm là một hàm cung cấp tần suất xuất hiện của mỗi mức xám (grey level).
+h(i) l mc xỏm th i
+n(i) l s cỏc im nh khỏc cú cựng mc xỏm i
+n l tng s cỏc im nh trong nh
Lợcđồxámđợcbiểudiễntrongmộthệtoạđộvuônggóc x,y. Trong hệ toạ độ này, trục hoành biểu diễn số mức xám từ 0 đến
N, N là số mức xám. Trục tung biểu diễn số điểm ảnh cho một mức xám (số điểm ảnh có cùng mức xám). Cũng có thể biểu
diễn khác một chút: trục tung là tỷ lệ số điểm ảnh có cùng mức xám trên tổng số điểm ảnh.
(a) L îc ®å møc x¸m cña mét ¶nh cã s¾c mµu tèi;
(b) L îc ®å møc x¸m cña mét ¶nh cã s¾c mµu s¸ng.
Lợcđồxámcung cấp rất nhiều thông tin về phân bố mức xám của ảnh. Theo thuật ng của xử
lý ảnh gọi là tínhđộng của ảnh. Tính động của ảnh cho phép phân tích trong khoảng nào đó phân bố
phần lớn các mức xám của ảnh: ảnh rất sáng hay ảnh rất đậm. Nếu ảnh sáng, l ợc đồ xám nằm bên
phải (mức xám cao), còn ảnh đậm luợc đồ xám nằm bên trái(mức xám thấp).
Thuật toán xây dựng l ợc đồ xám có thể mô tả nh sau:
Bắtđầu
Hlàbảngchứalợcđồxám(làvectơcóNphầntử)
a.Khởitạobảng
ặttấtcảcácphầntửcủabảnglà0
b.Tạobảng
Với mỗi điểm ảnh I(x,y) tínhH[I(x,y)]=H[I(x,y)]+1

c.TínhgiátrịMaxcủabảngH.Sauđóhiệnbảngtrongkhoảngtừ0đếnMax.
Kếtthúc
L ợc đồ xám là một công cụ hu hiệu dùng trong nhiều công đoạn của xử lý ảnh nh tngcờngảnh (ph lc). D ới đây ta
xem xét một số biến đổi l ợc đồ xám hay dùng.
* Bin i lc mc xỏm
Trong tng c ờng ảnh, các thao tác chủ yếu dựa vào phân tích l ợc đồ xám. Tr ớc tiên ta xét bảng tra LUT(Look Up
Table). Bảng tra LUT là một bảng chứa biến đổi một mức xám i sang mức xám j nh đã nói trong phần 3.4.1. Một cách toán
học, LUT đ ợc định nghĩa nh sau:
- Cho G
I
là tập các mức xám ban đầu G
I
= {0, 1, , N
I
}
- Cho G
F
là tập các mức xám kết quả G
F
= {0, 1, , N
F
}
để cho tiện ta cho N
I
= N
F
= 255.

f là ánh xạ từ G
I

vào G
F
: g
i
G
i
sẽ g
f
G
F
mà g
f
= f(g
i
)
Với mỗi giá trị của mức xám ban đầu ứng với một giá trị kết quả. Việc chuyển đổi một mức xám ban đầu về một mức xám kết
quả t ơng ứng có thể dễ dàng thực hiện đ ợc nhờ một bảng tra.
Khi đã xây dựng đ ợc bảng, việc sử dụng bảng là khá đơn giản. Ng ời ta xem xét mức xám của mỗi điểm ảnh,
nhờ bảng tra tính đ ợc mức xám kết quả. Gọi là bảng tra,
thực ra là một véctơ có N
I
+ 1 phần tử. Mỗi phần tử của bảng chứa một giá trị mức xám kết quả. Có hai kiểu
bảng tra: bảng đồng nhất và bảng nghịch đảo. Với bảng đồng nhất, giá trị mức xám ban đầu cũng chính là giá trị
mức xám kết quả; còn với bảng nghịch đảo, nếu giá trị mức xám ban đầ là g
I
thì giá trị mức xám kết quả là 255-
g
I
.
Một trong nhng ứng dụng phổ biến của LUT là viền khung động. Một số ảnh ban đầu hoặc có thể là rất đậm hay rất

nhạt, hoặc độ t ơng phản thấp. Điều này có thể là do trong ảnh ban đầu, các mức xám có thể v ợt lên cao hoặc xuống d
ới tỷ lệ, hay tập trung lại trong một vùng rất hẹp (trên l ợc đồ xám thể hiện rõ điều này).
Mục đích của LUT là phân bố lại mức xám để chúng có thể phủ trên toàn dải - đó chính là viền khung động.
Việc chọn giá trị Min và Max là phụ thuộc vào từng ứng dụng.
Một ứng dụng khác của LUT là làm nổi bật một số dải mức xám của ảnh. Điều này có thể thực hiện đ ợc nhờ
viền khung động tại miền quan tâm, bên ngoài miền đặt giá trị là 0 hay nhị phân hoá ảnh (binarisation).
Với một ảnh tự nhiên đ ợc l ợng hoá một cách tuyến tính, phần lớn các điểm ảnh có giá trị thấp hơn độ sáng trung bình.
Trong miền tối, ta khó có thể cảm nhận các chi tiết của ảnh. Thực tế cần phải khắc phục nh ợc điểm này bằng cách
biến đổi luợc đồ xám. Ng ời ta biến đổi l ợc đồ sao cho tiến gần tới l ợc đồ định tr ớc. Có nhiều ph ơng pháp, trong đó ph
ơng pháp phổ dụng là sanbằnglợcđồ (histogram equalisa-tion).
*San bằng lược đồ xám (histogram
equalisa-tion).
- Sự biến đổi biểu đồ phân bố các mức xám có thể đạt đ ợc một cách gần đúng bằng cách xét hàm mật độ xác
suất liên tục pr(r) thay cho h(i). Cái mà chúng ta cần đến là có đ ợc một phép đổi ánh xạ mức xám trên ảnh gốc, thay
biến r bởi một biến mới s. vi vậy sự phân bổ mức xám trên ảnh biến đổi theo công thức sau:
Biến đổi ng ợc đ ợc cho bởi:
B©y giê xem ®Õn sù biÕn ®æi:
(2)
+ Trong ®ã vÕ bªn ph¶i ® îc biÕt ®Õn nh hµm ph©n bè tÝch luü (cumulative distribution function - CDF). Tõ c«ng
thøc (1) chóng ta cã thÓ viÕt:
(3)
Thay thÕ c«ng thøc (3) vµo (1) chóng ta cã:
(4)
Vì vậy, phép biến đổi cho bởi công thức (2) cho ảnh mức xám có phổ đồng đều. Biến đổi trên có thể đ ợc viết d ới
dạng tổng quát hoá nh sau:
(5)
Hoặc, chúng ta muốn ánh xạ ảnh mức xám nằm gi a 0 và 255, chúng ta có thể thay đổi :

(6)
Việc san bằng l ợc đồ đ ợc thực hiện theo thuật toán:
Ima: ảnh gốc cần san bằng
Histo: l ợc đồ xám của ảnh
Transfo: bảng san bằng l ợc đồ
BatDau, KetThuc : điểm bắt đầu và điểm kết thúc mỗi dải xét.
Bande, CentreBande: độ rộng băng và trung điểm của dải
N
l
: Số mức xám của ảnh gốc
N
f
: Số mức xám của ảnh kết quả
a. Khởi tạo
TBLituong < pxp/N
F
;
Bande < N
I
/N
F;
CentreBande < Bande/2;
BatDau, KetThuc < 0;
b. TÝnh vµ biÕn ®æi l îc ®å
While KetThuc < N
l
do
Begin Tong < 0;
While (Tong < TBLituong) and(KetThuc < N
I

) do
Begin Tong < Tong + Histo(KetThuc);
Inc(KetThuc)
End;
For i := BatDau to KetThuc -1 do Trandfo[i] < CentreBande;
CentreBande <- - CentreBande + Bande;
Debut < KetThuc;
End
c. TÝnh ¶nh kÕt qu¶
For i := 1 to N do
For j :=1 to N do Begin
Pic < Ima[i,j];
Ima[i,j] < Transfo[Pic]
End
Nh các bạn đã biết
+ Một ảnh mức xám có nghĩa là: một điểm ảnh trong ảnh này đ ợc biểu diễn bằng một số 8 bit = 2^8=256 giá trị
từ tối tới sáng
+ Một ảnh nhị phân: một điểm ảnh đ ợc biểu diễn bằng số một bit = 2^1=2 giá trị tối và sáng
+ ảnh màu đ ơng nhiên đ ợc tổng hợp từ 3 màu R-G-B
Ví dụ: