Bài giảng Xử lý tín hiệu nâng cao - Chương 6: Xử lý ảnh trong Matlab

Xử lý tín hiệu số nâng cao

CHƯƠNG VI
Xử lý ảnh trong Matlab

 

 


Biến đổi histogram
 Phép dãn Histogram
>> I = imread('pout.tif');
>> figure, imhist(I)
 Phép dãn là phép thay đổi tuyến tính biểu đồ
Histogram, không làm thay đổi hình dạng của
ảnh
 Công thức
Y (m, n)

Lmax Lmin
X (m, n)
s1 so

Lmax s1 Lmin so
s1 so
2


Biến đổi histogram
 Trong matlab sử dụng lệnh imtool

3


Kết quả

4


Biến đổi histogram

5


Biến đổi histogram
 San phẳng (cân bằng) Histogram
 Cân bằng Histogram là phép biến đổi phi tuyến
nhằm thu được sự phân bố đều các giá trị mức
xám
 Công thức

bk

bmax bmin

k

Pi bmin

i amin

6


Biến đổi histogram
 Trong Matlab
 I2 = imadjust(I);
 Ví dụ với ảnh trên

7


Phép lọc tuyến tính
 Cơ sở tính toán của phép lọc tuyến tính
là dựa trên phép nhân chập
 Ảnh thu được sẽ là tổng hợp trọng số hay
là trung bình trọng số các điểm lân cận
với mặt nạ
 Điểm chịu tác động của biến đổi là điểm
ở tâm mặt nạ

8


Phép lọc tuyến tính
 Trong Matlab, sử dụng hàm fspecial để
tạo mặt nạ lọc
>> H= fspecial('type',parameter)
'average'

averaging filter

'disk'

circular averaging filter

'gaussian'

Gaussian lowpass filter

'motion'

motion filter

'prewitt'

Prewitt horizontal edge-emphasizing

filter
'sobel'
'unsharp'

Sobel horizontal edge-emphasizing filter
unsharp contrast enhancement filter

9


Phép lọc tuyến tính
 Tự tạo bộ lọc

>>h=1/10*[1 1 1; 1 2 1; 1 1 1]
 Sử dụng hàm imfilter để lọc ảnh

>> I2=imfilter(I1,H)
 Trong đó:
 I1: ma trận chứa dữ liệu điểm ảnh
 H: mặt nạ lọc
 I2: Ảnh đã qua phép lọc
10


Phép lọc tuyến tính
 Mặt nạ average
 H= fspecial('average',[r c])
 Bộ lọc trung bình, kích thước mặc định 3x3
 Ví dụ:

1
1
1
9
1

1
1

1
1

1

1
11


Phép lọc tuyến tính
 Mặt nạ disk
 H= fspecial('disk',r)
 Bộ lọc tròn chung bình, r có mặc định bằng 5
 Mặt nạ lọc có kích thước 2r+1
 Ví dụ: H= fspecial('disk',3)

 Mặt nạ gaussian
 H= fspecial('gaussian',[r c],sig)
 Mặc định là 3x3 và sig=0.5
 Các hệ số của là các phần tử rời rạc của phân
bố Gauss
12


Phép lọc tuyến tính
 Mặt nạ motion
 H= fspecial('motion',len,theta)
 Giá trị mặc định len=9, theta=0
 Được sử dụng để làm nhòe ảnh có hướng
 Ví dụ:
I = imread('saturn.tif');
subplot(1,2,1);imshow(I);title('Original');
H = fspecial('motion',50,45);
I2 = imfilter(I,H);

subplot(1,2,2);imshow(I2);title('Motion Blurred');
13


Phép lọc tuyến tính
 Mặt nạ prewitt
H=fspecial('prewitt')

1

1

1

0
1

0
1

0
1

 Mặt nạ sobel
H=fspecial('sobel')

1
0
1

2
0
2

1
0
1

14


Phép lọc tuyến tính
 Mặt nạ unsharp
 H= fspecial('unsharp',alpha)
 Tăng cường độ nét và tương phản
 Kích thước 3x3, tham số alpha mặc định = 0.2
 Ví dụ:
I = imread('moon.tif');
h =fspecial('unsharp');
imshow(I)
I2 = imfilter(I,h);
figure,imshow(I2)
15


Phép lọc tuyến tính

16

Lọc tuyến tính
 Mặt nạ Lapalacian
 fspecial('laplacian', alpha)

 Tăng độ sắc nét cho ảnh
17


Phép lọc tuyến tính
 Ví dụ
I=imread('cameraman.tif');
H = fspecial('average');
I2 = imfilter(I,H);
imshow(I);figure,imshow(I2);

18


Loại bỏ viền đen

19


Loại bỏ viền đen
 Để loại bỏ viền đen
I3 = imfilter(I,H,'replicate');
imshow(I2);figure,imshow(I3);

20

Phép lọc phi tuyến
 Mục đích giảm nhiễu xung
 Các loại bộ lọc phi tuyến
 Bộ lọc hạng bậc
 Bộ lọc trung vị
 Bộ lọc co giãn
 Bộ lọc bậc r
 Bộ lọc k láng giềng

21


Lọc phi tuyến
 Bộ lọc hạng: là phương pháp lọc trong
đó mức xám tại một điểm được tính dựa
trên sự xếp hạng các điểm ảnh lân cận.
 Hàm ordfilt2 cung cấp cho ta bộ lọc dạng
này
g= ordfilt2(f, order, domain)
 Ví dụ
 g=ordfilt2(f,1,ones(m,n));
 g=ordfilt2(f,m*n,ones(m,n));
22


Bộ lọc phi tuyến
 Lọc trung vị
g=ordfilt2(f,median(1:m*n),ones(m,n));

 Matlab cũng cung cấp hàm medfilt2 để thực
hiện lọc trung vị.
g=medfilt2(f);
 Ví dụ
I = imread('eight.tif');
J = imnoise(I,'salt & pepper',0.02);
K = medfilt2(J);
imshow(J), figure, imshow(K)
23


Khôi phục ảnh
 Khôi phục ảnh tập trung vào việc loại bỏ
hay giảm thiểu sự biến dạng xảy ra trong
quá trình thu nhận ảnh.
 Sự biến dạng ảnh có thể bao gồm :
 Nhiễu-là những sai khác trong giá trị của pixel,
 Ảnh hưởng quang học : sự mở do việc chuyển
động của camera
 Ta có dạng tổng quát của ảnh bị biến dạng:
g(x,y) = f(x,y)*h(x,y) + n(x,y)
24


Khôi phục ảnh
 Nhiễu muối tiêu

 I2= imnoise(I1,'salt & pepper')
25