nâng cao chất lượng ảnh trong miên không gian
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.49 MB, 79 trang )
NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ẢNH TRONG MIÊN KHÔNG
GIAN
Mục lục
Tổng quan
!"#$%#
&'()*+,, /0,,-1",2
345),6017 89%)9,)&6
:;:%<'.=+>## 7?+)@)
AB" C;!###C;@)
D)E%,6:0+F C.GC#)#&
#7#%D+>6@)7H<;
,I";#+J.
/!#9@)KLM#: C
##:1D(.GN5: C:9#'O#P,
>!#9,)+IQ)',I!#7,)
.G891D(+I,DI6RS,Q96
.M# C%3)#,)&6@;#:1D(
%)94&T.=@) 89+I,DI6R !%#
:##0 C#3;.UHH,V,;
: 89&3%'4&6+$D+,)
7&!#Q))DI6R:*+ 7.
GC6!:@).G%
)6Q($#7"6!!).
##77,I";%"7
,,I").W))<XY(Z
[7D)D7D;9)7 5%.G;:DI
76;#9%77+\+&.=+L
,)(#9+5 I>3E"7;: 7L61)7>
##(;D-D;7 !"769+5.
/6>,)?( [,],:D;%
7#+'7;:>D(;:1! ##!#9@
)%61.
3.1 Kiến thức cơ sở
G7: C4@6%9#%#75)
.M#,): C##7,I
!#76.^7,,): C%
3+\343*DL
_>6`a/_b_>6``_c.ded`
,)b_>6`1)>_>6`f%T )7,
f %<X,D(@9_>6`./,)D(,%#>T
)779#71)>P5R&
*
7K \>%,36,)#1c.T.K.
g6!#9,)7<
@9_>6`D+̫ảnh
con C)O?9@_>6`>hình 3.1.
Hình 3.1.h@9_>6`,)Ccic
/@)6+6Q)03j10,7#,.
/)7/%7#+5k<,_>6`%1,
&*5<,7.W5&;T 7$@
9 'did_7&`./,),%#6>g l
#)7,<f 5>H6T,43!R
;#7_F%2cường độ6biểu đồ`+5L
Da/_,`_c.deK`
,)r s 73!&*';#7b_>6`_>6`5_>6`.
(a) _3`
Hình 3.2.m3!R;#7+$&#.
=+>!T(r)+5,)hình 3.2(a)> !"#n#3!R
&#
)&(3V7(?
;#7E&m D7)?;#7'&)O
3Vm ,)(..G896>%2&# n)+>77,<
rE&m%n3V73!R+o#D>'
'Q./,)Hình 3.2(b) 3+\+5O3 T(r)> hàm
phân ngưỡng>l), !"p)Od_<#@`.q)
;#7E&m D-3<3!R#1:_3 ,)+>;#7
3Vp`%5>?
;#7'&)O3Vm D-%
?5!
_(%>;#73Vd`.W)
3; N_,)3*`l#);#75
2 896 89xử lý điểm ảnh.
/)7,): C#*5# @9%7#
+'./C
>D+77,<;#7
f ,)$@97<,'_>6`k7
<7,<g 5_>6`.q%:6>mặt lạ _632>5@>
J)ODR`C%D+&(#R3!.mặt lạ
K: '&(E_$6)'@9D+>
,9cic,)hình 3.1`.U77,<,)K:6
%2hệ sốO5.G89+I)O5%2xử
lý mặt lạ )Olọc.g? 76D-%,36,)#1c.r.
3.2. Một số phép biến đổi cấp xám cơ bản
UHD-3j13V)9D(3!R*7&
3> %)&;,)7#& #7# @); %
.U77,<>,'D %% 1%r
s.U77,<6"'"3*_f%:9#4#1,`.
=)7'
7)D(>H77,<3!R
,)
:I750r Ds 3V7D+bảng
dò _)) #3Q`./,)C,se3>3+F*Krt7,<T &*
'Krt;#7.
gf':3!R;#7.AQnc.c>,));6c
)5&3%D+6@);%L6!
_3!R@3`>),_3!R))%`>u60
_3!Rv*n(*n`.m+51
,('1).U73!R6%l,16,
v<.
Hình3.3.D(3!R;#&3%D+
@);%
3.2.1 Phép biến đổi âm bản
M<'7;#7,)#5wp>hedx+#n#
3!R@3,)hình 3.3%)343*DL
Da_hed`e,_c.Ked`
Hình 3.4.=+:@3L_`(_ (4I`>_3`y@3
_`(Nguồn: Hệ y học G.E.)
Mn#3!R@3,;%#)R397!
76,j,)7$(3*>O3,)7$
Q6!.Hình 3.4+.O+1+<
,)>hình 3.4(b) +\+;6#@%
?! (&_#1Q (,)@3+\
;6,j (,)(`.
3.2.2 Phép biến đổi Log
W5#n#3!R)%l,,)c.cL
s = c.log(1+r) _c.KeK`
,)c VD(>D,Vr zp.m+5log ,)
hình
3.3l,,V#n#3!R675 )o#77,<;#7
;#,)1) ),&1,%5
3! ),77,<;#7),)1)
)o#77,<;#71,.UHD-D+#n#3!
R)564,77,<7(,),)
n
77,<;#7)5.q:,7%6,('#n#3!R
log
%.
Hình 3.5.=+:#n#3!R)L_`MRS),Q,>_3`G!"7#+
#n#3!R)'ad.
3.2.3 Phép biến đổi lũy thừa
Mn#3!Ru60+5&3DL
Da.,
{
_c.Kec`
,)c {?VD(+&.Hình 3.6l,7)
&*#n#3!Ru60'{0E!'c ad.|+\
#n#3!Ru60)4C*_c.Kec`'77,< 7{
0
p.pT!Kr.p.Uu3!Rlog>7)u60'7
,<{E_}d`75$E;#77(D$
'&
%5'7D7&./6> C(
3!R
log>9;64@627)#n#3!
Ru603V*'77,< 7{.g4hình 3.6>?
)*'{~d7+%5'?)*'{
}d.
Hình 3.6.|+\v<'77,< 7Da.,
,
'
77,< 7{(c = 1 trong tất cả các trường hợp)
/Q)"6'>D(u,)C*_c.Kec`gamma ({).^7,
:l%7#*Q)9u60%2điều chỉnh gamma
(gamma correction).=+>7!3<U•/7#*Q)9u6
0;#l0d.s!K.r./0hình 3.6;6*'{aK.r>#n#3!RD-
),4(&.q:6%2,)c.€.Hình
3.7(a) 76!#<e1))
U•/./6>;,5(&>+)
*+)
*52*gamma _hình 3.7(b)).W)>
;
(,,' )
l5(Q)#n#3!R%5>*s = r
1/2.5
ar
0.4
.G!"%
l,,)
hình 3.7(c).• )0%l6>
D-%
<1((>hình 3.7(d).q:6u&
I'7!3< 776"n>76.•I 7?7
!3<6l7,<.
(a)
_3`
_` _+`
Hình 3.7.ml‚_`y;#73!R6!_3`y
(a) %<_`y(a) D %l_+`
y(c) %<.
g)*+,):l>73!Ru60F
%D+,):?)7:l&# 7.g
,)hình 3.8, 7#+3!Ru60;6%,]&7
!,)$(_f&#,)$(`.
g%5>,)hình 3.6>(&_+)%#)36>
+'7O,"7D7`7#+#n#3!R6'{~d
f&#,)$D7_;6,]&7!
,)$6`.
_` _3`
_` _+`
Hình 3.8.=+:#n#3!Ru_`y4_•ƒ`
)5&f6_3e+`G!"7#+3!R
sac.r
γ
'c ad{ap>t„p>Tp>c.(Nguồn: Tiến sĩ David R. Pickens, Sở Khoa
học và phóng xạ X-quang. Trung tâm y tế Đại học Vanderbilt)
(a) _3`
_`_+`
Hình 3.9.=+ 7:#n#3!Ru_`y#07636„
_3`e_+`.G!"7#+3!R
sac.r
γ
' c
ad
{ac>p„T>pc>p.(Nguồn: NASA)
3.2.4 Các hàm biến đổi tuyến tính từng phần
a) Giảm độ tương phản
,)?6!0#1&;#n#
3! R&#.U7&#;#+)
7D7 n>)O+)3* C(.…4
 );#7,).
Hình 3.10(a) l,#n#3!R&3D+#n#&
#.=<,_r
1
, s
1
`_r
2
, s
2
`: +53!
R.g!r
1
as
1
r
2
as
2
>#n#3!R6! !"
C6R,)7;#7.g!r
1
ar
2
>s
1
aps
2
a Led> #n#
3!R,4#@†5),7<#@
2,)hình 3.2(b).U77,<,3_r
1
>s
1
`_r
2
>s
2
`)
!"739 7:;#71,.g>r
1
‡r
2
s
1
‡s
2
967&,<&.
_`_3`
_` _+`
Hình 3.10. =+:@)&#_`m+5
3!R_3`y&#;#_`G!"@
)&#_`_+`y#@†_`. (Nguồn: Tiến sĩ
Dr.Roger. Trường nghiên cứu khoa học sinh học, Đại học Quốc gia Úc.
Canberra. Úc)
b) Làm mỏng mức xám
U:##IE*7>
C7!#9„U7!#9*;)<
7,<'(';7;#7,):1"@
7,<E('?;#7F5.Mn#3!R6%l,
,)hình 3.11(a)> !"<#@.U7!#9*+I
,#n#3!R%l,,)hình 3.11(b)>D7,) )
177;#7 C6R:.Hình
3.11(c) l,;#7hình 3.11(d) l, !"D
+#n#3!R,)hình 3.11(a).
_`_3`
_` _+`
Hình 3.11.=+:E;#7_`Mn#3!Rk39)5
*7wˆ>|x;7*7 7:VD(_3`Mn#
3!Rk39)5*7wˆ>|xJ?67*
7 7_`y(_+`G!"7#+#n#3!R4_`
_`.
c) Làm mỏng mặt phẳng bít
‚D,Vk,)%3+\34s3./4
%,V>%;0sO#P3>0O#P3
p3X;)!O#P3€3X;.
/Q)
"6<36Q>O#Pp_*'3p`*;?
339
;#;,)736Q?,)>O#P
€_*
'3€`*;?339).Hình 3.122)
?
46>hình 3.12l,7O#P3 7('
,)
hình 3.13.
Hình 3.12.|+\7O#P3*se3.
Hình 3.13.yb,se3_Nguồn: Melissa D. Bline)
Hình 3.14./7O#P,)hình 3.15.•(%4
#+'kD(*IO#P.
3.3 Xử lý lược đồ mức xám
h%v*7D('7*7V,) )0wp> Ledx
,,5
h_r
k
`an
k
>,)
r
k
*7*k
n
k
D(7
,);#7
r
k
./,)I!>[%v7
3V
77,<)RD(7,)> 34n.=
96>
%v7[%)34p_r `an
k
‰n
'k ap>d>K> >Led.
U
,V>'%7D;6,;#7*
r
k
.UH,V>R
;
7#1%v7%[3Vd.
h%v7,)?6!(&3,) 89,)
: C./@);%C"%v
7.h%v7uC,;?,)7*+ 7
>P5n#@)5.=)7,%v7
,;&>! !#1*I7C)76
,;
Y !Z.q@66@,;%#,)7)7
I.
An7,)hình 3.15>$('7O;#7 7
L(>D7>&#;#>&#).M3#7%v
7&*'?#3,7./,)k%v7
&*
'77,<;#7./,&*'77,<
h_r
k
`an
k
)O
p_r
k
`a
n
k
/ n
!77,<%[.
/,)(77#1%v7D-9#,4#
(;#7./&I>7#1%v7,)D7D-9#
,4#D7;#7.'&#;#%v7D-
+f
o#9#,4?;#7.q('&#)
7#1%v7D-# j#7*7.
Ảnh tối
7*7;#!D(
Ảnh sáng
7*7)!D(
Ảnh có độ tương phản thấp
7*7,3
Ảnh có độ tương phản cao
7,+, C*7
Hình 3.15.|()5&3L(>D7>&#;#>&#)
7%v7&*(Nguồn: Tiến sĩ Dr.Roger, trường nghiên cứu Khoa
học sinh học, Đại học Quốc gia Australia, Canberra, Úc.)
3.3.1. Cân bằng lược đồ mức xám (histogram)
An5>O7 r3!5+)*7
%./,)#11>D,%[,)
)wp>dx>'r = 05+)Qr = 15+),j.•
>n,,5)7,<#Q,) )wp>hedx.
='3; N,)Ef7: ,>9#,)3!RL
s = T(r) ' 0≤ r ≤ 1_c.ced`
5),*D)k7,<#Q,,)(./D,V3!R
T(r)Ef7: DL
_`T( r)&,<&,) )0 ≤ r ≤ 1
_3`0 ≤ T(r) ≤1'0 ≤ r ≤ 1
/,)61_`>7,<+6;T(r)1!3),V3!R%
5D-v5>: &+6,*I+10QD
,j,)1,.3!R C#&+J
!;#1*3<)%>965),*
73<)%,)1,.q:6)(,)D(,
%#> C# !"H1.U($>: 3`3)
,V7*71,D-V,)$+7*1).mc.dt
,+:6RE: .|!R%0D,45,
%3<L
r =T
-1
(s) '0 ≤ s ≤ 1_c.ceK`
g%3<3V+_c.s`6 T (r)Ef:
_`_3`><)&*T
-1
(s) C57,<+6;.
Hình 3.16.m3!R*70&,<&.
U7*7,)%Q3!J,)
)wp>dx.,)?C&3;3!J
97D;_MWS`.U)p
r
(r)p
s
(s)3<797D;
3!Jrs&*>,)7lD(#%D+3<
7#
,
#
D
7./0 !"6!7D;&3>!p
r
(r) T(r)
f3!>T
-1
(s))f: `>97D;p
s
(s)
%3V7D+C*&&L
(3.3-3)
g96>97;3!Df3!R%7<34MWS*
71)3!R22.
3!RO3",2,)+5L
(3.3-4)
,)Š3!#@.=!##&,._c.ceT`
#@#(u6_UWS`3!J,.=97D;C
+&>#@+'+57%7,>96k
3!R6&,<&>+)Ef: `./&I
96>#@97D;73!,) )wp>dxu
V,) )wp>dx>96: _3`u%Ef.
/03!R/_,`>%#
D
_D`3V#&,_c.cec`./3!>0
)7&3_"6jhQ3‹`,V5)#@7<''
5,&;6#@)75'5.g7
7L
= (3.3-5)
=
/6 !"6),)#&,_c.cec`>',V;77,<7
D;+&L
= (3.3-6)
= 1 0 ≤ s ≤ 1.
=p
s
(s)97;>#3Vp3) )wp>dx,)
,%#634#@,;77,<D#3Vd./9
;6C*p
s
(s)%,,)#&,_c.cet`97;
(;.Hf*%,VI3!R,)#&
,_c.ceT`53!DJO,3497;
(;.q:",2103*_c.ceT`,VT(r)#)
p
r
(r)> %l,34#&,_c.cet`>7 !"p
s
(s)Cv
;>9#'3*p
r
(r).
='77,<,,5>H:9#!77D;7R67
97D;7#@.
A7D;O#,*
7r
k
,)
%)343*L
k = 0, 1, 2,……, L - 1 (3.3-7)
gf4136>n RD(,)>n
k
D(
*7r
k
L RD(7;#7,).|!,,53!R
%,,)#&,_c>ceT`L
(3.3-8)
= k = 0, 1, 2,…., L - 1.
=96>1,D"7,5%3V775k
';#7r
k
,)1)&*';#7s
k
,)
1,.Mn#3!R_75`),)C*_c.ces`%2@
3V
%v766!%v7.q: C
l,_=;:c.Œ`76R,)C*_c.ces`Ef:
3f%2,)#16.
GC(D((7>%*
:66R,F,5D-;#DI,,5&*,) v#>
*D7;,43vv;./6>:
%,Hj,)C*_c.ces` C'3v
41)7*3v@3V n)+,)
#5"6C716.
UHC)91@6,)#16:9%7,<*7
73)#)3"6C7./,);#*7
'6##l+J%!3R))YIZ.g
7 7>)>"7,@3V3v&3)v
IC*_c.ces`7+I,C!@,I!#0
> C1CD( 89:&.UHHDI&
DI)76!I61 89.
•I6R%0r!,% 34L
k = 0, 1, 2,…., L - 1. (3.3-9)
gl,_=;:Œ`,V6R%,)C*_c.ceŒ`
E f : 3 f 2 4#1 6 : C7 *>,
> ap>
d>K>c•>hed>!01).O+$6R% CD
+,)@3V3v>,F,@,)&,3v
#$%#)D#7,#1D.UHu)9,)#1
7)I7 893v.
mc.d€_`l,T0c.drc.d€_3`l, !"I
@3V3v,k.q1c !"_0,(+'`l,
DI!,]n.g+I !>@3V3v C;#DI 73
7 0T3473vf4,,16)37"
C7.U*D+5),,)c.d€_3`l,
,)c.ds.U7*6%5),03v(
c.dr3D+C*c.ces.UH,V6R_T`+56!
&3>51?);6*7*T1)1;
v3.g0>H)%@3V3v,)
,%#6 C4::DI;.
_`_3` _`
Hình 3.17.=+:@3V%v7_`U70c.dr_3`y
!
"D @3V%v7_`U7%v7&*%v
7#,&*'31>%v7#+'&*'
D @3V%v7.
Hình 3.18.m3!R_d`"_T`%;607%v,)mc.d€
_`>D+#&,_c.ces`.
U73v@3Vl,4c.d€.q:%H,)
;73v 7>DI@3V3vH,I"
&I.q@6 C#3;34DI 73?4
,7&DI&#> C+.g7 7> 0
$+>DI&# !"0@3V3v
3; NDI 73*7),) !",I" C#@3.
•I 73,7>+6*D*5
@3V3vC*.
3.3.2 Biểu đồ ghép ( đặc tả )
gf,)7#1,'>@3V3vI7<
6R75),1,3vv;.G
I)(>@67!#9(347 !"0
896+I)7,'##6+\I.UHD-
l,,)#16>?*+,)(j&D4
,3vv; C##&*(;.qO3>C
?7<+53vH(,)f
.M#%D+5),f"+5
3vO%2n#3v6O3v.
Phát triển phương pháp
UHf6,45'*7rz_n73!J`>
Op
r
(r) p
z
(z) 3<97D;&*H.
/,)>rz3<*71)1,f&
*./'%#
,
_,`01)>,) p
z
(z)97D;
O)(51,.qO3!JOL
(3.3-10)
,)Š3!#&,#@./;6,V3*6
3!@3V3v%,,)#&,_c.ceT`./!#
Q)D<X3!‹JOL
(3.3-11)
,)3!#&,#@./0%#&,
3VG(z)=T(r)'‹E: L
(3.3-12)
=6R T(r) %03*._c.cedp` p
r
(r) 1f
%'071)./&I96>73!RG (z)
%3V7D+#&,_c.cedd`p
z
(z)f3!.‚DG
-1
v
5E: _`_3`,)#1,'>7#&,_c.cedp`!_c.ce
dK`);6'97D;O%0
1)3V7D+77D@6L_d`U%3!R
T(r)D+#&,_c.cedp`._K`•+#&,_c.cedd`%
73!RG(z)._c`U%3!R%G
-1
._T`%1,
3V77#+#&,_c.cedK`);7,)1
).G!"76D-7*7>97
D;Op
z
(z).
O+$77%C'6j&>! ,)I!
%3*)T(r)G
-1
.6j6>;:6%&
7 ,),%#7,<,,5>7H#,&I
,)@3V3v>l5%;#l'3v)(.O+$
96>D( !"5%,;?6';#lC.
UC*,,5#&,_c.cedp`)34#&,_c.ces`
j5+'@6L
(3.3-13)
= k = 0, 1, 2,…., L - 1.
'RD(7>n
j
D(%'*7r
j
>
LD(%7*7,,5.&I>C*,,5#&,
_c.cedd`%03vf3!p
z
(z
j
)>ap>d>K•hed+5L
k = 0, 1, 2,…., L - 1. (3.3-14)
g,),%#>H !77,<z Ef
#&,6.U73!v
k
f%)@6),],,)7)9
!#Q).U($>#3,3#&,_c.cedK`%)34L
k = 0, 1, 2,…., L - 1. (3.3-15)
)O>03*_c>cedc`>
k = 0, 1, 2,…., L - 1. (3.3-16)
M&,_c.cedc`C"_c.cedt`:)I#$%#'
3v) 89D(.M&,_c.cedc`7507*
,)(7*&*D
+I,%v(>H
)707,).M&,_c.cedT`)7
3!RG0%v)p
z
(z) .U($>#&,_c.cedr`)O&
&>#&,_c.cedt`>)H_;#l`*)(
'%v.m#&,1%I+\+
34;75%f3!./I#&,_c.cedt`&
>FE#.
