Bài giảng Chương 3: Thu nhận ảnh

Bài giảng Chương 3: Thu nhận ảnh với các vấn đề chính hướng đến trình bày như: Các thiết bị thu nhận ảnh, số hoá ảnh, một số phương pháp biểu diễn biên ảnh. Hy vọng tài liệu là nguồn thông tin hữu ích cho quá trình học tập và nghiên cứu của các bạn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Chương 3: Thu nhận ảnh Chương III 3.1 TBTNA CHƯƠNG III. THU NHẬN ẢNH 3.2 SHA 3.3 PPBDA 3.1 Các thiết bị thu nhận ảnh 3.2 Số hoá ảnh 3.3 Một số phương pháp biểu diễn biên ảnh Chương III 3.1 TBTNA CHƯƠNG III. THU NHẬN ẢNH 3.2 SHA 3.3 PPBDA 3.1 Các thiết bị thu nhận ảnh - Máy quay (Cameras) cộng với bộ chuyển đổi tương tự số. - Máy quét (Scaners) chuyên dụng. - Các bộ cảm biến ảnh (Sensors).  Hệ thống thu nhận ảnh thực hiện 2 quá trình: + Cảm biến: Biến đổi năng lượng quang học thành năng lượng điện. + Tổng hợp năng lượng điện thành ảnh điện. Chương III 3.1 TBTNA 3.2 Số hoá ảnh 3.2 SHA 3.3 PPBDA  Ảnh thu được từ các thiết bị thu nhận ảnh có thể là ảnh tương tự hoặc ảnh số. Trong trường hợp ảnh tương tự, chúng ta phải tiến hành quá trình số hóa ảnh để có thể xử lý được bằng máy tính.  Phương pháp chung để số hóa ảnh là lấy mẫu theo hàng và mã hóa từng hàng. Chương III 3.1 TBTNA 3.2 SHA 3.3 PPBDA Hình 3.1: Mô tả quét ảnh theo hàng, lấy mẫu theo hàng và mã hóa  từng hàng Chương III 3.1 TBTNA  Nguyên tắc số hóa ảnh có thể được mô tả theo sơ 3.2 SHA đồ sau: 3.3 PPBDA  Ảnh vào là ảnh tương tự.  Tiến trình lấy mẫu thực hiện các công việc sau: Quét ảnh theo hàng, và lấy mẫu theo hàng. Đầu ra là rời rạc về mặt không gian, nhưng liên tục về mặt biên độ.  Tiến trình lượng hóa: Lượng tử hóa về mặt biên độ (độ sáng) cho dòng ảnh vừa được rời rạc hóa. Chương III 3.1 TBTNA  Lấy mẫu 3.2 SHA - Yêu cầu tín hiệu có dải phổ hữu hạn 3.3 PPBDA  ­  Ảnh thỏa mãn điều kiện trên, và được lẫy mẫu đều  trên  một  lưới  hình  chữ  nhật,  với  bước  nhảy  (chu  kỳ  lấy  mẫu)  ∆x,  ∆y  có  thể  khôi  phục  lại  không  sai  sót.  Nếu như ta chọn ∆x, ∆y sao cho:  2B Chương III 3.1 TBTNA  Lượng hóa 3.2 SHA  Lượng hóa ảnh nhằm ánh xạ từ một biến liên tục u 3.3 PPBDA (biểu diễn giá trị độ sáng) sang một biến rời rạc u* với các giá trị thuộc tập hữu hạn {r1 , r2 ,..., rL}.  Cơ sở lý thuyết của lượng hóa là chia dải độ sáng biến thiên từ Lmin đến Lmax thành một số mức (rời rạc và nguyên). B  Thường Lmin=0, Lmax là số nguyên dạng 2 (Thường chọn B=8, mỗi điểm ảnh sẽ được mã hóa 8 bít). Chương III  Cho {tk , k = 1,2,..., L +1} là tập các bước dịch 3.1 TBTNA 3.2 SHA chuyển tk u. 3.3 PPBDA • Với khoảng chia như trên (t1, t2, tk) nếu u (ti, ti+1) thì gán cho u giá trị ri. Hay nói cách khác u đã được lượng hoá bởi mức i (giá trị ri). • Lượng hóa đều: Lượng hóa đều là một kỹ thuật đơn giản, dễ thực hiện nhất. • Giả sử biên độ đầu ra của hệ thống thu nhận ảnh nhận giá trị từ 0 đến X. Mẫu lượng hóa đều trên 256 mức. Chương III 3.1 TBTNA 3.2 SHA 3.3 PPBDA Chương III 3.1 TBTNA 3.3 Một số phương pháp biểu diễn biên ảnh 3.2 SHA 3.3 PPBDA  Sau giai đoạn số hóa, ảnh có thể được lưu trữ lại hoặc đem xử lý. Tuy nhiên, nếu ta lưu trữ ảnh thô (theo kiểu bản đồ ảnh), thì dung lượng lớn, không thuận tiện cho việc truyền thông.  Vì vậy, thường người ta không biểu diễn toàn bộ ảnh thô, mà tập trung lưu trữ các mô tả đặc trưng của ảnh: Biên ảnh, các vùng ảnh. Chương III 3.1 TBTNA 3.3.1 Mã loạt dài 3.2 SHA ­ Dùng biểu diễn cho vùng ảnh hay ảnh nhị phân 3.3 PPBDA ­  Biểu  diễn  một  vùng  ảnh  R  nhờ  một  ma  trận  nhị  phân  ­  Với  cách  biểu  diễn  trên,  một  vùng  ảnh  nhị  phân  được xem như gồm các chuỗi 0 hay 1 đan xen (gọi  là 1 mạch). ­ Mỗi mạch gồm: Địa chỉ bắ t đầu và chiều dài của  mạch theo dạng (, chiều dài). Chương III 3.1 TBTNA 3.2 SHA 3.3 PPBDA Hình 3.2 Ảnh nhị phân và các biểu diễn mã loạt dài tương  ứng Chương III 3.1 TBTNA 3.3.2 Mã xích 3.2 SHA  Mã xích thường được dùng để biểu diễn biên của 3.3 PPBDA ảnh.  Thay vì lưu trữ toàn bộ ảnh, người ta lưu trữ dãy các điểm ảnh như A, B…M. Theo phương pháp này, 8 hướng của vectơ nối 2 điểm biên liên tục được mã hóa.  Khi đó ảnh được biểu diễn qua điểm ảnh bắt đầu A cùng với chuỗi các từ mã. Chương III 3.1 TBTNA 3.2 SHA 3.3 PPBDA Chương III 3.1 TBTNA 3.3.3 Mã tứ phân 3.2 SHA  Theo phương pháp mã tứ phân, một vùng ảnh coi 3.3 PPBDA như bao kín một hình chữ nhật.  Vùng này được chia làm 4 vùng con (Quadrant). Nếu một vùng con gồm toàn điểm đen (1) hay toàn điểm trắng (0) thì không cần chia tiếp. Trong trường hợp ngược lại, vùng con gồm cả điểm đen và trắng gọi là vùng không đồng nhất, ta tiếp tục chia thành 4 vùng con tiếp và kiểm tra tính đồng nhất của các vùng con đó. Chương III 3.1 TBTNA  Quá trình chia dừng lại khi mỗi vùng con chỉ chứa 3.2 SHA thuần nhất điểm đen hoặc điểm trắng. 3.3 PPBDA  Cây biểu diễn ảnh gồm một chuỗi các ký hiệu b (black), w (white) và g (grey) kèm theo ký hiệ ...