Xử lý ảnh số -P17

mục lục
Trang
Mở đầu
Chơng I - nhập môn xử lý ảnh 1
1.1 Tổng quan về một hệ thống xử lý ảnh 1
1.2 Các vấn đề cơ bản trong xử lý ảnh 3
1.2.1 Một số khái niệm 4
1.2.2 Biểu diễn ảnh 5
1.2.3 Tăng cờng ảnh - Khôi phục ảnh 6
1.2.4 Biến đổi ảnh 6
1.2.5 Phân tích ảnh 8
1.2.6 Nhận dạng ảnh 8
1.2.7 Nén ảnh 9
Chơng II - thu nhận ảnh 10
2.1 Các thiết bị thu nhận ảnh và kỹ thuật màu 10
2.1.1 Thiết bị thu nhận ảnh 10
2.1.2 Biểu diễn màu 11
2.1.3 Tổng hợp màu 13
2.1.4 Hệ toạ độ màu 14
2.2 Lấy mẫu và lợng tử hoá 15
2.2.1 Quét ảnh 15
2.2.2 Lợng hoá ảnh 18
2.2.2.1 Khái niệm và nguyên tắc lợng hoá ảnh 18
2.2.2.2 Kỹ thuật lợng hoá trung bình bình phơng cực tiểu 19
2.3 Một số phơng pháp biểu diễn ảnh 21
2.3.1 Mã hoá nhị phân 22
2.3.2 Mã xích 23
2.3.3. Mã tứ phân 23
2.4 Các loại tệp cơ bản trong xử lý ảnh 24
2.4.1 Định dạng ảnh IMG 24
2.4.2 Định dạng ảnh PCX 25

2.4.2 Định dạng ảnh TIFF 26
Nhập môn xử lý ảnh số - ĐHBK Hà nội 212
2.2.4 Định dạng ảnh GIFF 28
2.5 Các kỹ thuật tái hiện ảnh 31
2.5.1 Kỹ thuật chụp ảnh 31
2.5.2 Kỹ thuật in ảnh 32
Chơng III - các công cụ trợ giúp xử lý ảnh số 39
3.1 Tổng quan về xử lý ảnh trong không gian 39
3.1.1 Tín hiệu số và biểu diễn số 39
3.1.2 Khái quát về hệ thống x lý tín hiệu số 40
3.2 Các toán tử không gian 41
3.3 Các phép biến đổi không gian 51
3.3.1 Biến đổi Fourrier 53
3.3.1.1 Biến đổi Fourrier- khái niệm và công thức 53
3.3.1.2 Biến đổi Fourrier rời rạc-DFT 54
3.3.1.3 Một số tính chất và áp dụng 56
3.3.2 Biến đổi KL 58
3.3.2.1 Một số định nghĩa và khái niệm 58
3.3.2.2 Cơ sở lý thuyết của biến đổi 59
3.3.2.3 Biến đổi KL 61
3.4 Toán tử xử lý điểm ảnh 62
3.4.1 Xử lý điểm ảnh bằng ánh xạ biến đổi 62
3.4.2 Lợc đồ xám 64
3.4.2 Biến đổi lợc đồ xám 65
3.5 Mô hình thống kê 70
3.5.1 Mô hình 1 chiều nhân quả 71
3.5.2 Mô hình nhân quả 2 chiều 73
chơng IV - Xử lý và nâng cao chất lợng ảnh 75
4.1 Các kỹ thuật tăng cờng ảnh 75
4.1.1 Cải thiện ảnh dùng toán tử điểm 76

4.1.1.1 Tăng độ tơng phản 76
4.1.1.2 Tách nhiễu và phân ngỡng 79
4.1.1.3 Biến đổi âm bản 79
Nhập môn xử lý ảnh số - ĐHBK Hà nội 213
4.1.1.4 Cắt theo mức 79
4.1.1.5 Trích chọn bit 81
4.1.1.6 Trừ ảnh 81
4.1.1.7 Nén dải độ sáng 81
4.1.1.8 Mô hình hoá và biến đổi lợc đồ xám 82
4.1.2 Toán tử không gian 82
4.1.2.1 Làm trơn ảnh bằng lọc tuyến tính 83
4.1.2.2 Làm trơn nhiễu bằng lọc phi tuyến 88
4.1.2.3 Mặt nạ gờ sai phân và làm nhăn 90
4.1.2.4 Lọc thông thấp, thông cao và lọc dải thông 91
4.1.2.5 Khuyếch đại và nội suy ảnh 92
4.1.3 Một số kỹ thuật cải thiện ảnh nhị phân 94
4.1.3.1 Dãn ảnh 95
4.1.3.2 Co ảnh 95
4.2 Khôi phục ảnh 95
4.2.1 Các mô hình quan sát và tạo ảnh 96
4.2.2 Kỹ thuật lọc tuyến tính 100
4.2.2.1 Kỹ thuật lọc ngợc 101
4.2.2.2 Lọc giả ngợc 101
4.2.2.3 Lọc Wiener 102
4.2.2.4 Lọc Wiener và đáp ứng xung hữu hạn FIR 104
4.2.2.5 Kỹ thuật làm trơn Spline và nội suy 105
4.2.3 Kỹ thuật lọc phi tuyến trong khôi phục ảnh 107
4.2.3.1 Lọc nhiễu đốm 107
4.2.3.2 Kỹ thuật Entropy cực đại 108
4.2.3.3 Phơng pháp Bayesian 109

4.2.3.4 Giải chập mù
110
Chơng V - Các phơng pháp phát hiện biên 112
5.1 Tổng quan về phân tích ảnh 112
5.2 Biên và các kỹ thuật dò biên 112
5.2.1 Phơng pháp gradient 114
Nhập môn xử lý ảnh số - ĐHBK Hà nội 214
5.2.1.1 Kỹ thuật gradient gradient 115
5.2.1.2 Toán tử La bàn 117
5.2.2 Kỹ thuật Laplace 119
5.2.3 Kỹ thuật đạo hàm tích chập - phơng pháp Canny 122
5.3 Dò biên theo quy hoạch động 124
5.3.1 Mô tả phơng pháp 124
5.3.2 Thuật toán 126
5. 4 Một số phơng pháp khác 129
5.4.1 Tiếp cận theo mô hình mặt 130
5.4.2 Tiếp cận tối u 131
Chơng VI - Phân đoạn ảnh 132
6.1 Tổng quan về phân đoạn ảnh 132
6..2 Phân đoạn ảnh dựa theo ngỡng biên độ 132
6.3 Phân đoạn dựa theo miền đồng nhất 135
6.3.1 Phơng pháp tách cây tứ phân 137
6.3.2 Phơng pháp cục bộ hay phân đoạn bởi hợp 140
6.3.2.1 Thuật toán tô màu 141
6.3.2.2 Thuật toán đệ quy cục bộ 142
6.3.3 Phơng pháp tổng hợp 143
6.4 Phân đoạn dựa theo đờng biên 144
6.4.1 Làm mảnh biên 144
6.4.2 Nhị phân hoá biên 147
6.4.3 Miêu tả đờng biên 147

6.4.3.1 Mã hoá theo toạ độ Đề các 148
6.4.3.32 Mã hoá Freeman 150
6.4.3.3 Xấp xỉ bởi đoạn thẳng 151
6.4.3.4 Xấp xỉ đa thức 154
6.4.4 Nới lỏng thuật toán phân vùng 156
6.5 Phân đoạn dựa theo tính kết cấu 158
6.5.1 Tiếp cận thống kê 158
6.5.2 Cách tiếp cận cấu trúc 161
6.5.3 Phân đoạn theo tính kết cấu 162
Nhập môn xử lý ảnh số - ĐHBK Hà nội 215
chơng VII - Nhận dạng ảnh 164
7.1 Tổng quan về nhận dạng 165
7.1.1 Không gian biểu diễn đối tợng và không gian diễn dịch 165
7.1.2 Mô hình và bản chất của quá trình nhận dạng 166
7.1.2.1 Mô hình 166
7.1.2.2 Bản chất của quá trình nhận dạng 168
7.2 Nhận dạng dựa trên phân hoạch không gian 169
7.2.1 Phân hoạch không gian 169
7.2.2 Hàm phân lớp hay hàm ra quyết định 170
7.2.3 Nhận dạng thống kê 171
7.2.4 Một số thuật toán nhận dạng tiêu biểu trong nhận dạng 172
7.2.4.1 Thuật toán dựa vào khoảng cách lớn nhất 172
7.2.4.2 Thuật toán K-trung bình 173
7.2.4.3 Thuật toán ISODATA 174
7.3 Nhận dạng cấu trúc 174
7.3.1 Biểu diễn định tính 174
7.3.2 Phơng pháp ra quyết định dựa vào cấu trúc 175
7.3.2.1 Một số khái niệm 175
7.3.2.2 Phơng pháp nhận dạng 176
7.4 Mạng nơ ron nhân tạo và nhận dạng theo mạng nơ ron 176

7.4.1 Bộ não và nơ ron sinh học 176
7.4.2 Mô hình mạng nơ ron nhân tạo 179
7.4.2.1 Mạng nơ ron nhân tạo 180
7.4.2.2 Mạng nơ ron 181
7.4.3 Các mạng nơ ron một lớp 185
7.4.3.1 Mạnh Hopfield 185
7.4.3.2 Mạng kiểu bộ nhớ hai chiều két hợp thích nghi 191
7.4.3.3 Mạng Kohonen 197
7.4.3.4 Mạng Peceptron 202
7.4.4 Các mạng nơ ron nhiều lớp 203
7.4.4.1 Mạng nơ ron nhiều lớp lan truyền ngợc sai số 203
Nhập môn xử lý ảnh số - ĐHBK Hà nội 216