CHƯƠNG 4: XỬ LÝ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ẢNH

Xử lý ảnh là một lĩnh vực mang tính khoa học và công nghệ.Nó là một ngành khoa học mới mẻ so với nhiều ngành khoa học khác nhưng tốc độ phát triển của nó rất nhanh, kích thích các trung tâm nghiên cứu, ứng dụng, đặc biệt là máy tính chuyên dụng riêng cho nó. Để dễ tưởng tượng, xét các bước cần thiết trong xử lý ảnh. Đầu tiên, ảnh tự nhiên từ thế giới ngoài được thu nhận qua các thiết bị thu (như Camera, máy chụp ảnh). Mặt khác, ảnh cũng có thể tiếp nhận từ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CHƯƠNG 4: XỬ LÝ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ẢNH CHƢƠNG 4: XỬ LÝ NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG ẢNH (image enhancement) 1 4.1. CÁC KỸ THUẬT TĂNG CƯỜNG ẢNH (Image Enhancement) Nhiệm vụ của tăng cường ảnh không phải là làm tăng lượng thông tin vốn có trong ảnh mà làm nổi bật các đặc trưng đã chọn làm sao để có thể phát hiện tốt hơn, tạo thành quá trình tiền xử lý cho phân tích ảnh. BiÕn ®æi To¸n tö KG Gi¶ mµu To¸n tö ®iÓm T¨ng ®é t-¬ng Läc tuyÕn Tr¬n nhiÔu Sai mµu ph¶n tÝnh Läc gèc Läc trung Xo¸ nhiÔu vÞ Läc d¶i thÊp Läc s¾c thÓ Chia cöa sæ M« h×nh ho¸ Tr¬n ¶nh l-îc ®å H×nh 4.1. C¸c kü thuËt c¶i thiÖn ¶nh Nâng cao chất lƣợng ảnh là bước cần thiết trong xử lý  ảnh nhằm hoàn thiện một số đặc tính của ảnh. Nâng cao chất lượng ảnh gồm hai công đoạn khác nhau: tăng cường ảnh và khôi phục ảnh. Tăng cường ảnh nhằm hoàn thiện các đặc tính của ảnh như : - Lọc nhiễu, hay làm trơn ảnh, - Tăng độ tương phản, điều chỉnh mức xám của ảnh, - Làm nổi biên ảnh. Các thuật toán triển khai việc nâng cao chất lượng ảnh hầu hết dựa trên các kỹ thuật trong miền điểm, không gian và tần số. Toán tử điểm là phép biến đổi đối với từng điểm ảnh đang xét, không liên quan đến các điểm lân cận khác, trong khi đó, toán tử không gian sử dụng các điểm lân cận để quy chiếu tới điểm ảnh đang xét. XỬ LÝ ĐIỂM Toán tử T hoạt động tại mỗi vùng lân cận của vị trí điểm  ảnh (x, y) trong ảnh f để cho ảnh đầu ra g tương ứng. T tác động lên vùng lân cận có kích thước 11 (tác động  lên điểm đơn)  g chỉ phụ thuộc vào giá trị của f tại điểm (x, y), và T trở thành hàm biến đổi cấp xám có dạng: s = T(r) r = f(x, y) s = g(x, y)  Kỹ thuật này được gọi là kỹ thuật xử lý điểm 4 BIẾN ĐỔI ĐỒNG NHẤT Ví dụ: Hàm biến đổi đồng nhất các điểm ảnh  s=T(r) Sáng T(r) Hàm biến đổi đồng nhất T(r). Ảnh kết quả có độ tương phản m giống với ảnh gốc. r Tối m 5 Tối Sáng TĂNG ĐỘ TƢƠNG PHẢN Ví dụ: Hàm tăng cường độ tương phản của ảnh  s=T(r) Sáng Hàm tăng độ tương phản T(r). T(r) Ảnh kết quả có độ tương phản cao hơn ảnh gốc nhờ làm tối những mức xám nhỏ hơn m và m tăng độ sáng những cấp xám lớn hơn m r Tối m 6 Tối Sáng TĂNG ĐỘ TƢƠNG PHẢN Ví dụ: Hàm tăng cường độ tương phản của ảnh  s=T(r) Sáng Hàm tăng độ tương phản T(r). T(r) Ảnh kết quả có độ tương phản cao hơn ảnh gốc nhờ làm tối những mức xám nhỏ hơn m và m tăng độ sáng những cấp xám lớn hơn m r Tối m 7 Tối Sáng PHÂN NGƢỠNG Ví dụ: Hàm phân ngưỡng  s=T(r) Sáng Hàm phân ngưỡng T(r) cho kết T(r) quả là ảnh có hai mức xám (ảnh nhị phân). Những điểm ảnh có cấp xám nhỏ hơn m sẽ được quy về màu đen, những điểm ảnh có giá trị lớn hơn hoặc bằng m được quy về màu r Tối trắng. m 8 Tối Sáng XỬ LÝ MẶT NẠ/BỘ LỌC Đối với những lân cận lớn hơn 11 việc xử lý điểm ảnh  phức tạp hơn nhiều. Một lân cận có kích thước lớn hơn 11 được gọi là một  mặt nạ, hoặc bộ lọc, hoặc mẫu, hoặc cửa sổ. Các giá trị trong mặt nạ được gọi là các hệ số của mặt nạ.   Kỹ thuật này được gọi là kỹ thuật xử lý mặt nạ hay kỹ thuật lọc 9 MỘT SỐ PHÉP BIẾN ĐỔI CẤP XÁM CƠ BẢN Quy ước:  Các giá trị điểm ảnh trước khi xử lý ký hiệu là r. Các giá trị điểm ảnh sau khi xử lý ký hiệu là s. r và s quan hệ với nhau qua biểu thức s = T(r). s L-1 T(r) 0 10 r L-1 0 MỘT SỐ PHÉP BIẾN ĐỔI CẤP XÁM CƠ BẢN Ba loại hàm cơ bản  thường sử dụng để tăng Âm bản cường ảnh. Căn bậc n Phép biến đổi âm bản và – Log đồng nhất. Lũy thừa bậ ...