Chương 3: Phục hồi ảnh

Trong phục hồi ảnh, ảnh bị xuống cấp một cách nào đó và mục đích phục hồi là giảm bớt hoặc loại bỏ sự xuống cấp. Các algorit cải thiện ảnh và mang tính kinh nghiệm để làm giảm sự xuống cấp đã được thảo luận trong chương 2.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 3: Phục hồi ảnh Ch¬ng 3: Phôc håi ¶nh Ch¬ng 3 phôc håi ¶nh. giíi thiÖu Trong phôc håi ¶nh, ¶nh bÞ xuèng cÊp mét c¸ch nµo ®ã vµ môc ®Ých phôc håi lµlµm gi¶m bít hoÆc lo¹i bá sù xuèng cÊp. C¸c algorit c¶i thiÖn ¶nh ®¬n gi¶n vµ mangtÝnh kinh nghiÖm (heuristic) ®Ó lµm gi¶m sù xuèng cÊp ®· ®îc th¶o luËn trong ch¬ng2. Trong ch¬ng nµy, ta nghiªn cøu c¸c algorit phôc håi ¶nh. C¸c algorit phôc håi ¶nhthêng tÝnh to¸n phøc t¹p h¬n algorit c¶i thiÖn ¶nh. Ngoµi ra, chóng ®îc thiÕt kÕ ®Ókhai th¸c c¸c ®Æc tÝnh chi tiÕt cña tÝn hiÖu vµ sù xuèn g cÊp. Mét m«i trêng ®iÓn h×nh cho hÖ phôc håi ¶nh ®îc biÓu diÔn trªn h×nh 3.1. NÕubé sè ho¸ (digitizer) vµ bé hiÓn thÞ (display) lµ lý tëng th× cêng ®é ¶nh ®Çu ra f’(x,y)sÏ ®ång nhÊt cêng ®é ®Çu vµo f(x , y), kh«ng ph¶i phôc håi tý nµo. Trong thùc t iÔn, cãnhiÒu lo¹i xuèng cÊp kh¸c nhau cã thÓ xÈy ra trong bé sè ho¸ vµ bé hiÓn thÞ. Víi hÖphôc håi ¶nh ta gi¶i quyÕt sù xuèng cÊp ®Ó lµm cho ¶nh ®Çu ra f’(x , y) gÇn gièng nh¶nh ®Çu vµo f(x, y). f(x,y Bé sè Phôc håi Bé f’(x,y ) ho¸ ¶nh HiÓn thÞ ) H×nh 3.1: M«i trêng ®iÓn h×nh cho phôc håi ¶nh . §Ó nghiªn cøu phôc håi ¶nh, ta gi¶ thiÕt r»ng tÊt c¶ sù xuèng cÊp ®Òu xÈy ratríc khi ¸p dông hÖ phôc håi ¶nh, nh trªn h×nh 3.2. §iÒu nµy cho phÐp ta xÐt toµn bévÊn ®Ò phôc håi ¶nh trong miÒn kh«ng gian rêi r¹c (®êng chÊm t rong h×nh 3.2). Ta cãthÓ coi f(n 1, n2) lµ ¶nh sè gèc, g(n 1, n2) lµ ¶nh sè bÞ gi¶m chÊt lîng vµ p(n 1, n2) lµ ¶nhsè ®· xö lý. Môc ®Ých cña phôc håi ¶nh lµ lµm cho ¶nh ®· xö lý p(n 1, n2) gÇn gièng nh 109 Ch¬ng 3: Phôc håi ¶nh¶nh ban ®Çu f(n 1, n2). Kh«ng ph¶i gi¶ thiÕt cho r»ng “t Êt c¶ sù xuèng cÊp ®Òu xÈy ratríc khi ¸p dông hÖ phôc håi ¶nh” bao giê còng hîp lý. Mét vÝ dô lµ sù xuèng cÊp donhiÔu céng ngÉu nhiªn trong bé hiÓn thÞ. Trong trêng hîp nµy, nªn xö lý ¶nh tríc ®Ó®Ò phßng sù xuèng cÊp vÒ sau. Tuy nhiªn, víi nhiÒu lo¹ i xuèng cÊp kh¸c nhau, nhnhoÌ trong bé sè ho¸ vµ bé hiÓn thÞ, cã thÓ lËp m« h×nh lµ xÈy ra tríc khi ¸p dông hÖphôc håi ¶nh. Trong ch¬ng nµy, ta gi¶ sö r»ng ¶nh gèc f(n 1, n2) bÞ xuèng cÊp, vµ ®îc®a vµo hÖ phôc håi ®Ó tõ ¶nh ®· xuèng cÊp g(n 1, n2) phôc håi l¹i ¶nh f(n 1, n2) nh tathÊy trªn h×nh 3.2 . Sù lùa chän hÖ phôc håi ¶nh phô thuéc vµo lo¹i h×nh xuèng cÊp. C¸c algorit lµmgi¶m nhiÔu céng ngÉu nhiªn kh¸c víi c¸c algorit lµm gi¶m nhoÌ ¶nh. C¸c lo¹i h×nhxuèng cÊp ta xÐt trong ch¬ng nµy lµ nhiÔu céng ngÉu nhiªn, nhoÌ vµ nhiÔu phô thuéctÝn hiÖu, nh nhiÔu nh©n. Chän nh÷ng lo¹i h×nh xuèng cÊp nµy lµ v× chóng thêng xÈyra trong thùc tiÔn vµ ®îc ®Ò cËp ®Õn trong nhiÒu tµi liÖu. Ngoµi viÖc tr×nh bÇy vÒ c¸chÖ phôc håi ¶nh chuyªn trÞ nh÷ng lo¹i h×nh xuèng cÊp nãi ®Õn trong ch¬ng nµy, cßn®Ò cËp ®Õn c¸c c¸ch tiÕp cËn chung dïng cho viÖc khai triÓn c¸c hÖ lµm gi¶m c¸c lo¹ixuèng cÊp kh¸c. Xuyªn qua toµn ch¬ng ®a ra nhiÒu vÝ dô minh ho¹ hiÖu n¨ng cña c¸c algoritkh¸c nhau. C¸c vÝ dô chØ cã tÝnh chÊt minh ho¹ chø kh«ng thÓ dïng ®Ó so s¸nh hiÖun¨ng cña c¸c algorit kh¸c nhau. HiÖu n¨ng cña algorit xö lý ¶nh phô thuéc vµo nhiÒuyÕu tè, nh môc tiªu xö lý vµ lo¹i ¶nh cô thÓ. Mét hoÆc hai vÝ dô kh«ng ®ñ chøng minhhiÖu n¨ng cña algorit. Trong tiÕt 3.1, ta th¶o luËn c¸ch lÊy th«ng tin vÒ sù xuèng cÊp. Sù hiÓu biÕtchÝnh x¸c b¶n chÊt cña sù xuèng cÊp rÊt quan träng trong viÖc ph¸t triÓn thµnh c«ng c¸calgorit phôc h«× ¶nh. Trong tiÕt 3.2, ta th¶o luËn vÊn ®Ò phôc håi ¶nh bÞ xuèng cÊp bëinhiÔu céng ngÉu nhiªn. TiÕt 3.3 bµn vÒ phôc håi ¶nh bÞ xuèng cÊp bëi nhoÌ. TiÕt 3.4,bµn vÒ phôc håi ¶nh bÞ xuèng cÊp bëi c¶ nhoÌ vµ nhiÔu céng ngÉu nhiªn, vµ vÒ vÊn ®Òchung h¬n lµ lµm gi¶m xuèng cÊp cho ¶nh bÞ nhiÒu lo¹i h×nh xuèng cÊp cïng t¸c ®éng.Trong tiÕt 3.5 ta khai triÓn c¸c algorit phôc håi dïng lµm gi¶m nhiÔu phô thuéc tÝn hiÖu.TiÕt 3.6, bµn vÒ xö lý trong miÒn thêi gian ®Ó phôc håi ¶nh. Trong tiÕt 3.7, ta miªu t¶c¸ch ®Æt bµi to¸n phôc håi ¶nh b»ng kÝ hiÖu ma trËn vµ c¸ch dïng c¸c c«ng cô cña ®¹isè häc tuyÕn tÝnh ®Ó gi¶i nh÷ng bµi to¸n phôc håi ¶nh. 110 Ch¬ng 3: Phôc håi ¶nh1. íc lîng sù xuèng cÊpV× c¸c algorit phôc håi ¶nh ®îc thiÕt kÕ ®Ó khai th¸c c¸c ®Æc tÝnh cña tÝn hiÖu vµ sùxuèng cÊp, nªn sù hiÓu biÕt têng tËn b¶n chÊt cña sù xuèng cÊp lµ rÊt quan träng ®Ókhai triÓn thµnh c«ng algorit phôc håi ¶nh. Cã hai c¸ch tiÕp cËn ®Ó cã th«ng tin vÒ sùxuèng cÊp. Mét c¸ch tiÕp cËn lµ thu thËp th«ng tin t ...