Luận văn Thạc sĩ Toán học: Khôi phục ảnh và ứng dụng

Luận văn sẽ khảo sát và đánh giá một số phương pháp thường dùng trong nâng cao chất lượng ảnh số, lựa chọn các phương pháp được cho là phù hợp nhất đối với việc nâng cao chất lượng ảnh. Tập trung vào cài đặt thử nghiệm một số phương pháp nhằm chứng minh tính đúng đắn và khả năng ứng dụng trong thực tế của thuật toán. Mời các bạn tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Toán học: Khôi phục ảnh và ứng dụng ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC —————o0o————— NGUYỄN THỊ PHƯỢNGKHÔI PHỤC ẢNH VÀ ỨNG DỤNG Chuyên ngành: Toán ứng dụng Mã số: 60 46 01 12 LUẬN VĂN THẠC SĨ TOÁN HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY Thái Nguyên - 2017 2Mục lụcDanh sách hình vẽ 5Danh sách bảng 5MỞ ĐẦU 61 Giới thiệu và phát biểu bài toán khôi phục ảnh 9 1.1 Các khái niệm cơ bản của xử lý ảnh số (Xem [1, [2], [7]) . . 9 1.1.1 Ảnh số là gì . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.1.2 Tổng quan về các giai đoạn xử lý ảnh số . . . . . . . 9 1.1.3 Các loại ảnh trong matlab . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.2 Biểu diễn ảnh và các tác nhân làm biến dạng ảnh . . . . . . 15 1.2.1 Biểu diễn trong miền không gian . . . . . . . . . . . 15 1.2.2 Biểu diễn ảnh trong miền tần số . . . . . . . . . . . . 16 1.2.3 Các tác nhân làm biến đổi ảnh . . . . . . . . . . . . 16 1.3 Bài toán khôi phục ảnh số . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 Các kĩ thuật khôi phục ảnh 21 2.1 Các bộ lọc trong miền không gian . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.1.1 Bộ lọc trung bình số học . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.1.2 Bộ lọc trung bình hình học . . . . . . . . . . . . . . 21 2.1.3 Bộ lọc trị số trung bình . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.1.4 Bộ lọc Min và Max . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.1.5 Bộ lọc trung bình điều hòa (Hamonic mean filter) . . 22 2.1.6 Bộ lọc điểm giữa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.2 Các bộ lọc trong miền tần số . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3 2.2.1 Bộ lọc chắn dải . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.2.2 Bộ lọc thông dải . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.2.3 Bộ lọc Notch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.2.4 Bộ lọc ngược . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.2.5 Bộ lọc Wiener . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.3 Sử dụng biểu diễn thưa trong khử mờ, nhiễu . . . . . . . . . 263 Thực nghiệm 29 3.1 Kịch bản test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 3.2 Kết quả . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3.3 Nhận xét . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38KẾT LUẬN 39TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 4Danh sách hình vẽ 1.1 Hình 1.1 Các giai đoạn chính trong xử lý ảnh . . . . . . . . 10 1.2 Hình 1.2 Ảnh Index đen trắng . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.3 Hình 1.3 Ảnh Index màu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.4 Hình 1.4 Ảnh grayscale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.5 Hình 1.5 Ảnh nhị phân . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.6 Hình 1.6 Ảnh RGB biểu diễn dưới các điểm ảnh . . . . . . . 13 1.7 Hình 1.7 Ảnh RGB màu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.8 Hình 1.8 Ảnh trên miền không gian . . . . . . . . . . . . . . 15 1.9 Hình 1.9 Lọc tuyến tính . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.10 Hình 1.10 Sơ đồ khôi phục ảnh . . . . . . . . . . . . . . . . 20 5Danh sách bảng 3.1 Bảng kết quả khử nhiễu PSNR (dB) . . . . . . . . . . . . . 37 3.2 Bảng đo kết quả thời gian chạy các thuật toán(đơn vị tính giây) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 6 MỞ ĐẦU Xử lý ảnh đóng vai trò quan trọng trong nhiều ứng dụng thực tế vềkhoa học kĩ thuật cũng như trong cuộc sống thường ngày như: sản xuấtvà kiểm tra chất lượng, sự di chuyển của Robot, các phương tiện đi lại tựtrị, công cụ hướng dẫn cho người ...