TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ ẢNH part 1

1. Giới thiệu chung Nhận dạng và xử lý ảnh là một trong những lĩnh vực có nhiều ứng dụng trong thực tiễn như: hệ thông tin địa lý (GIS – Geographic Information System), quân sự, y học. Cụ thể, xử lý ảnh số có rất nhiều ứng dụng như: - Làm nổi các ảnh trong y học. - Khôi phục lại ảnh do tác động của khí quyển trong thiên văn học. - Chuyển tải, nén ảnh khi truyền đi xa hoặc lưu trữ. 2. Các giai đoạn của quá trình xử lý ảnh - Nhận dạng và Xử...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ ẢNH part 1 Bài giảng môn học Nhận D ạng và Xử Lý Ảnh 1 BÀI 1 TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ ẢNH 1 . Giới thiệu chung N hận dạng và xử lý ảnh là một trong những lĩnh vực có nhiều ứng dụng trong thực tiễn như: hệ thông tin địa lý (GIS – Geographic Information System), quân sự, y học. Cụ thể, xử lý ảnh số có rất nhiều ứng dụng như: - Làm nổi các ảnh trong y học. - Khôi phục lại ảnh do tác động của khí quyển trong thiên văn học. - Chuyển tải, nén ảnh khi truyền đi xa hoặc lưu trữ. 2 . Các giai đoạn của quá trình x ử lý ảnh - N hận dạng và Xử lý ảnh bao gồm 2 giai đoạn chính: - Giai đoạn biến đổi ảnh (Image Transformation) hay làm đẹp ảnh (Image Enhancement): trong giai đo ạn này, ảnh của đối tượng trong tự nhiên được thu lại thành ảnh số (số hóa để lưu trữ và x ử lý trong máy tính). Sau đó ảnh được biến đổi để nâng cao chất lượng ảnh nhằm thu được nhiều thông tin hơn, có thể quan sát bằng mắt. - Giai đoạn nhận dạng mẫu (Patten Recognition): hệ thống sẽ xử lý để đưa ra các đ ặc trưng của ảnh hay các đối tượng trong ảnh. Sau đó hệ thống sẽ đánh giá nội dung ảnh ho ặc nhận biết các mẫu trong ảnh. 3 . Một số khái niêm liên quan 3 .1. Phần tử ảnh - Ảnh trong tự nhiên là những tín hiệu liên tục về không gian và giá trị độ sáng. Để có thể lưu trữ và biểu diễn ảnh bằng máy tính, con người p hải tiến hành biến đổi các tín hiệu liên tục đó thành một số hữu hạn các tín hiệu rời rạc thông quá quá trình lượng tử hóa và lấy m ẫu thành p hần giá trị độ sáng. - Một phần tử ảnh (Picture Element) là một g iá trị biểu diễn cho mức xám hay cường độ ảnh tại một vị trí sau khi đã biến đổi ảnh thành một số hữu hạn các tín hiệu rời rạc. 3 .2. Mức xám - Là kết quả của sự biến đổi tương ứng giá trị độ sáng của một điểm ảnh với m ột giá trị số nguyên dương. Tùy thuộc vào số giá trị biểu diễn mức xám mà m ỗi điểm ảnh sẽ được biểu diễn trên 1, 4, 8, 24 hay 32 bit. Số lượng b it biểu d iễn mức xám càng lớn thì chất lượng ảnh càng cao nhưng sẽ tốn dung lượng bộ nhớ nhiều hơn để lưu trữ và cần một hệ thống mạnh hơn để xử lý. Lê Bá D ũng – Khoa Công ngh ệ Thông tin - Trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam Bài giảng môn học Nhận D ạng và Xử Lý Ảnh 2 3 .3. Ảnh - Là một tập hợp hữu hạn các điểm ảnh kề nhau. Ảnh thường được biểu diễn b ằng một ma trận hai chiều, mỗi phần tử của ma trận tương ứng với một điểm ảnh. - Ảnh nhị phân (đen trắng): là ảnh có giá trị mức xám của các điểm ảnh được b iểu diễn bằng 1 bit (giá trị 0 hoặc 1). V í dụ về b iểu diễn ảnh nhị phân: 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 - Ảnh xám : giá trị mức xám của các điểm ảnh được biểu diễn bằng 8 bit (giá trị từ 0 đến 255). V í dụ về biểu diễn ảnh xám: 0 5 12 0 15 94 21 0 0 0 156 9 0 11 245 12 - Ảnh màu: thông thường, ảnh màu được tạo nên từ 3 ảnh xám đối với màu nền đỏ (RED), xanh lá cây (GREEN), xanh lam (BLUE). Tất cả các màu trong tự nhiêu đ ều có thể được tổng hợp từ 3 thành phần màu trên theo các tỷ lệ khác nhau. V í dụ về biểu diễn ảnh màu: Ma trận biểu diễn mức xám của thành phần RED: 0 7 11 0 115 94 20 0 0 0 15 16 0 11 225 12 Ma trận biểu diễn mức xám của thành phần GREEN: 0 1 121 0 14 9 210 0 0 0 115 16 0 11 22 2 Lê Bá D ũng – Khoa Công ngh ệ Thông tin - Trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam Bài giảng môn học Nhận D ạng và Xử Lý Ảnh 3 Ma trận biểu diễn mức xám của thành phần BLUE: 0 17 21 0 135 93 50 0 0 0 15 67 0 11 25 19 4 . Một số định dạng ảnh hiện nay 4 .1. Ảnh BMP (Bitmap) - Là ảnh được mô tả bởi một ma trận các giá trị số xác định màu và b ảng màu của các điểm ảnh tương ứng khi hiển thị. Ư u điểm của ảnh Bitmap là tốc độ vẽ và tốc độ xử lý nhanh. N hược điểm của nó là kích thước rất lớn. 4 .2. Ảnh JPEG (Joint Photographic Experts Group) - Đ ây là một định dạng ảnh được hỗ trợ bởi nhiều trình duyệt web. Ảnh JPEG được phát triển để nén dung lượng và lưu trữ ảnh chụp, và được sử d ụng tốt nhất cho đồ họa có nhiều màu sắc, ví dụ như là ảnh chụp được scan. File Ảnh JPEG là ảnh Bitmap đã được nén lại. 4 .3. Ảnh GIF (Graphics Interchange Format) - Ảnh GIF được phát triển dành cho những ảnh có tính chất thay đổi. Nó được sử dụng tốt nhất cho đồ họa có ít màu, ví dụ như là ảnh hoạt hình hoặc là những bức vẽ với nhiều đường thẳng. File ảnh GIF là những ảnh Bitmap được nén lại. - Có hai sự khác nhau cơ bản giữa ảnh GIF và ảnh JPEG: + Ảnh GIF nén lại theo cách giữ nguyên toàn bộ dữ liệu ảnh trong khi ảnh JPEG nén lại nhưng là ...