Bài giảng Xử lý ảnh - Chương 4: Phần mềm xử lý ảnh

Trong chương này, chúng ta sẽ nói về sự tổ chức của những chương trình máy tính thực hiện các phép toán. Đặc biệt, chúng ta sẽ xem xét phần mềm được thiết kế, phát triển và đưa ra cho người sử dụng như thế nào. Kiến thức về quá trình này có ích đối với các nhà phát triển và cũng như người sử dụng. Đối với các nhà phát triển, nó có thể tránh sự cố gắng uổng phí và sự thực hiện chán ngắt. Đối với người sử dụng, nó có thể trợ giúp sự định giá phần mềm và sự thực hiện dự án.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Xử lý ảnh - Chương 4: Phần mềm xử lý ảnh CHƯƠNG 4 PHẦN MỀM XỬ LÝ ẢNH 4.1 GIỚI THIỆU Những phần khác của cuốn sách này sẽ nhằm vào các thuật giải sử dụng trong xử lý ảnh số và các thành phần phần cứng để thực hiện những công nghệ này. Trong chương này, chúng ta sẽ nói về sự tổ chức của những chương trình máy tính thực hiện các phép toán. Đặc biệt, chúng ta sẽ xem xét phần mềm được thiết kế, phát triển và đưa ra cho người sử dụng như thế nào. Kiến thức về quá trình này có ích đối với các nhà phát triển và cũng như người sử dụng. Đối với các nhà phát triển, nó có thể tránh sự cố gắng uổng phí và sự thực hiện chán ngắt. Đối với người sử dụng, nó có thể trợ giúp sự định giá phần mềm và sự thực hiện dự án. Chương này cung cấp một cái nhìn khái quát về những chủ đề quan trọng nêu trên. Chúng tôi lưu ý rằng sự quan trọng của những vấn đề đó có liên quan đặc biệt đến biểu diễn số và chỉ ra nhiều tài liệu quan trọng về chủ đề này. Trong dạng đầy đủ nhất của nó, như với sản phẩm phần mềm thương mại, quá trình phát triển phần mềm bao gồm nhiều giai đoạn. Pha thiết kế nhận thức thiết lập các đặc tính hoạt động và hàm cơ bản, sau đó một thuật giải sẽ nghiên cứu.......hạn chế những công nghệ có thể thực hiện được. Tiếp theo, pha mã hoá tạo ra......đầu tiên... bộ phần mềm. Trong pha chạy thử và duyệt lại, những thiếu sót về kỹ thuật sẽ được sửa chữa và những ý tưởng mới sẽ được hợp nhất vào chương trình. Sự cung cấp tài liệu người sử dụng miêu tả cách thức điều khiển hệ thống và sự cung cấp tài liệu công nghệ giải thích cấu trúc vật lý và logic của nó. Cuối cùng, phần mềm được phát hành và hỗ trợ trên thị trường. Hoạt động sau cùng bao gồm hướng dẫn khách hàng, hỗ trợ công nghệ và tiếp tục bảo trì phần mềm. (những dấu .... là do photo bị mờ không đọc được) Một dự án ứng dụng khác một dự án phát triển ở chỗ một cái sử dụng phần cứng hiện tại và một cái sử dụng phần mềm để giải quyết bài toán riêng. Điều này bắt đầu với sự lựa chọn nền phần cứng và bộ phần mềm được sử dụng. Tiếp theo pha thiết kế nhận thức là sự tập hợp một bộ ảnh dùng để phát triển và kiểm tra. Theo sau sự phát triển thuật giải thực sự là việc thực hiện kiểm tra và sau đó đưa công nghệ đi vào sử dụng. Điều này phải bao gồm việc chứng minh và công bố công nghệ, hướng dẫn học tập nghiên cứu trong khoảng thời gian hạn chế, hoặc cài đặt hệ thống trong vài hoạt động hướng vào sự sản xuất (production-oriented). 4.2 CÁC HỆ THỐNG XỬ LÝ ẢNH Các hệ thống máy tính được sử dụng phổ biến nhất cho xử lý ảnh được chia thành bốn hạng: (1) Apple Macintosh, với phần mềm hệ điều hành sẵn có của nó và giao diện người sử dụng; (2) các máy tính tương thích IBM-phần cứng, sử dụng hệ điều hành đĩa (DOS, PS/2,...) và Microsoft WindowsTM thường xuyên cũng như IBM OS/2TM; (3) các trạm làm việc đồ hoạ, điển hình là sử dụng hệ điều hành UNIX và môi trường XWINDOWS; (4) các hệ thống máy tính lớn (mainframe), với tài nguyên rộng lớn dùng chung (share) cho nhiều người sử dụng (multiple users) định vị tại các trạm làm việc từ xa. Các nhóm hệ thống gần nhau thường dùng chung tài nguyên và dữ liệu thông qua mạng cục bộ (Local Area Network-LAN). Chúng cũng thường xuyên truy cập đến mạng diện rộng (WAN). 47 4.2.1 Khuôn dạng file dữ liệu ảnh Với tư cách một phạm vi hoạt động, nói chung xử lý ảnh số tạo ra một lượng lớn các file dữ liệu lớn có liên quan chứa ảnh số. Những file này phải được lưu trữ và chúng luôn cần được trao đổi giữa những người sử dụng và những hệ thống khác nhau. Bắt buộc phải có vài khuôn dạng tiêu chuẩn cho việc lưu trữ và truyền các file ảnh số. Nhiều dạng file ảnh số đã được định nghĩa và sử dụng. Một vài dạng đã được sử dụng khá rộng rãi trở thành tiêu chuẩn phổ biến (de facto) không ít thì nhiều. (Xem ví dụ bảng 4-1) Hầu hết những chương trình xử lý ảnh thương mại có sẵn có thể đọc và ghi vài khuôn dạng file ảnh phổ biến. Các chương trình khác hiện có hoàn toàn có thể đọc và hiển thị ảnh lưu trữ dưới nhiều dạng file khác nhau và chuyển đổi chúng từ dạng này sang dạng khác. Các chương trình đó tự động hiểu dạng file đầu vào đã định, từ phần mở rộng tên file hoặc từ thông tin định danh trong chính bản thân file. Khi lưu lại ảnh hiển thị vào một file, người sử dụng có thể chỉ rõ khuôn dạng file mong muốn. BẢNG 4-1 KHUÔN DẠNG FILE DỮ LIỆU ẢNH Tên Kiểu Cách sử dụng Tagged image format *.TIF DOS, UNIX and Macintosh images Encapsulated PostScript *.EPS Publishing industry format Graphical interchange format *.GIF CompuServe graphics format Bit-mapped format *.BMP Microsoft Windows format Presentation manager *.BMP IBM OS/2 Bit-mapped format Macintosh *.PICT Apple Macintosh images Đa số các khuôn dạng file ảnh lưu trữ nhãn chú thích thêm vào dữ liệu ảnh. Chú thích này có thể là dữ liệu về sự tạo ra và khuôn dạng ảnh, cũng như chú thích của người sử dụng. Thông thường, các thiết bị hiển thị đơn sắc dùng mạch chuyển đổi số-tương tự (DAC) 8 bit để tạo ra tín hiệu video điều khiển độ sáng các điểm ảnh hiển thị trên màn hình. Thiết bị này có khả năng cung cấp 256 trạng thái xám. Các thiết bị hiển thị màu sử dụng các bộ chuyển đổi số-tương tự (DAC) 8 bit tạo ra bao tín hiệu video điều khiển các thành phần độ sáng đỏ (red), lục (green), lam (blue) của ảnh hiển thị. Vì thế, chúng có khả năng hiển thị 224, tức là hơn 16 triệu màu khác nhau. Do sự thiếu hoàn chỉnh thông thường trong các ống hiển thị và sự hạn chế của mắt người nên số lượng màu có thể nhận thấy rõ ít đi một cách đáng kể. Ảnh số không những xuất hiện ở khuôn dạng đơn sắc và màu, mà còn ở các mức độ khác nhau của độ phân giải đo sáng (photometric resolution) (số màu hoặc trạng thái xám). Với ảnh đơn sắc, số lượng trạng thái xám trong thang xám (gray scale) phổ biến nhất là 2, 16 hoặc 256 ứng v ...