Đang tải... (xem toàn văn)
Slide 1 FUNDAMENTALS OF DIGITAL IMAGE PROCESSING NHẬP MÔN XỬ LÝ ẢNH (Image Processing Basics) CHƢƠNG 1 Image Processing BasicsFundamentals of Digital Image Processing 2 1 1 Giới thiệu Các bƣớc xử lý ảnh cơ bản Thu nhận ảnh Tiền xử lý (Tăng cường, khôi phục ảnh) Hiển thị ảnh Phân tích ảnh (Phân vùng, trích chọn đặc điểm) Giải thích, chú giải Mã hóa Giải mã hóa Tổng hợp ảnh Tăng cƣờng ảnh Hiển thị ảnh Kênh truyền hoặc lƣu trữ Kênh truyền lưu trữ Image Processing BasicsFundamentals of Digital Image.
FUNDAMENTALS OF DIGITAL IMAGE PROCESSING CHƢƠNG NHẬP MÔN XỬ LÝ ẢNH (Image Processing Basics) Fundamentals of Digital Image Processing Image Processing Basics 1.1 Giới thiệu Thu nhận ảnh Tiền xử lý (Tăng cường, khôi phục ảnh) Hiển thị ảnh Phân tích ảnh (Phân vùng, trích chọn đặc điểm) Giải thích, giải Mã hóa Kênh truyền lưu trữ Kênh truyền lƣu trữ Giải mã hóa Tổng hợp ảnh Tăng cƣờng ảnh Các bƣớc xử lý ảnh -2- Hiển thị ảnh Fundamentals of Digital Image Processing Image Processing Basics 1.2 Hệ thống tạo ảnh b y Đối tượng f(a,b,g) Ảnh g(x,y,z) Hệ thống tạo ảnh h g z Không gian đối tượng Không gian ảnh a x G=R(F-T) G, F: Ảnh đối tượng hệ quy chiếu miền ảnh, vật tương ứng Được thể vector cột R, T: ma trận quay ma trận trượt -3- Fundamentals of Digital Image Processing Image Processing Basics b y Đối tượng Ảnh Hệ thống tạo ảnh Mặt cắt ngang lựa chọn h g z Không gian ảnh Không gian đối tượng x a Nguồn chiếu sáng/xạ Ảnh mặt cắt ngang tái tạo Sơ đồ khối chung hệ thống tạo ảnh 3-D -4- Fundamentals of Digital Image Processing Image Processing Basics Hệ thống tạo ảnh thông thƣờng I: lượng mà hệ thống tạo ảnh thu C(): lượng xạ nguồn chiếu sáng ,: góc tới góc phản xạ I=f{C(),,}I(x,y,z,,t) -5- Fundamentals of Digital Image Processing Image Processing Basics - Giả thiết trình tạo ảnh bất biến theo thời gian chiếu sáng dọc theo trục z I(x,y,z,,t)= I(x,y,,) - Ảnh RGB thu It I x, y, .St ().d St(): đáp ứng màu R, G, B thụ thể ánh sáng hình nón mắt người - Biến đổi màu Y R I T G YIQ Q B H R S T G HSI I B -6- Fundamentals of Digital Image Processing Image Processing Basics Các hệ quy chiếu màu -7- Fundamentals of Digital Image Processing Image Processing Basics -8- Fundamentals of Digital Image Processing Image Processing Basics 1.3 Quá trình tạo ảnh (Visual perception) Giác mạc Mồng mắt Võng mạc Hố võng mạc Điểm mù Đồng tử Thủy dịch Thủy tinh thể Thụ thể que nón Dịch thủy tinh Cấu trúc giải phẫu mắt -9- Fundamentals of Digital Image Processing Image Processing Basics - Ánh sánggiác mạc: phản xạ ánh sáng thủy dịch đồng tử: đường kính thay đổi mồng mắt (kiểm soát lượng ánh sáng vào mắt) thủy tinh thể: điều chỉnh tầm nhìn xa, gần dịch thủy tinh: võng mạc: hội tụ, chuyển ánh sáng thành tín hiệu điện; nén dải động 6-7 triệu thụ thể nón, gần hố võng mạc, nhìn ban ngày 75-150 triệu thụ thể nón, xa hố võng mạc, nhìn ban đêm -10- Fundamentals of Digital Image Processing Image Processing Basics Xung thần kinhtế bào hạch (ức chế bên) tế bào quặp (ức chế bên) vỏ não: phát hình dạng, kích thước, chuyển động đối tượng -11- Fundamentals of Digital Image Processing Image Processing Basics • Mơ hình thu nhận hình ảnh ngƣời -12- Fundamentals of Digital Image Processing Image Processing Basics • Độ nhậy cƣờng độ - Định luật Weber (hiệu ứng JND): dải cường độ I rộng, I/I gần không đổi I c (log I ) constant I c=a1 a2 log I Hiệu ứng JND (Just Noticeable Difference) -13- Fundamentals of Digital Image Processing Image Processing Basics • Hiệu ứng dải Mach (Mach band) - Theo tên nhà vật lý Ernst Mach - Do ức chế bên Ức chế bên -14- Fundamentals of Digital Image Processing Image Processing Basics - Do ức chế bên nơ ron võng mạclọc khơng gian nhấn tần cao ảnh độ chói Hiệu ứng dải Mach • Che khơng gian (Độ nhìn thấy) - Nhiễu khó quan sát thấy vùng đường biên so với vùng đồng -15- Fundamentals of Digital Image Processing Image Processing Basics 1.4 Thu nhận ảnh - Lấy mẫu ảnhphần tử ảnh, điểm ảnh (pixel) Thu nhận biểu diễn mẫu ảnh -16- Fundamentals of Digital Image Processing Image Processing Basics VD: lấy mẫu tín hiệu video NTSC [màu] x 512x512 [mẫu/khung] x 30 [khung/s] = x 1/4M x 30 [khung/s] = x 7,5M [khung/s] Tần số lấy mẫu thấpchồng phổ (hiệu ứng Moiré) Ảnh hƣởng tần số lấy mẫu -17- Fundamentals of Digital Image Processing Image Processing Basics - Lượng tử hóa (peak-peak value) PSNR 10 log10 mean-squared quantizatio noise 2552 =10log10 ( /12) Ảnh hƣởng lƣợng tử hóa -18- Fundamentals of Digital Image Processing Image Processing Basics MỘT SỐ KIẾN THỨC BỔ TRỢ -19- Fundamentals of Digital Image Processing Image Processing Basics - Ảnh số 2-D fd(x,y) biểu diễn ma trận chiều số rời rạc thể cho độ sáng - Ảnh tương tự 2-D fa(x,y) cần phải chuyển sang định dạng số Việc lấy mẫu tuân theo tiêu chuẩn Nyquist -20- Fundamentals of Digital Image Processing Hàm lấy mẫu: sx, y Image Processing Basics x j x, y j y j1 j2 Ảnh lấy mẫu: f d x, y f a x, y sx, y f j x, j yx j x, y j y j1 j2 a -21- Fundamentals of Digital Image Processing Image Processing Basics Thể ảnh miền tần số: Fs x , y Fa x j1xs , y j2y s x.y j j 2 xs x max 2.f x max x 2 y s y max 2.f y max y -22- Fundamentals of Digital Image Processing Image Processing Basics y ymax Fa(x, y) xmax xmax ymax -23- x Fundamentals of Digital Image Processing Image Processing Basics -24- Fundamentals of Digital Image Processing Image Processing Basics -25- ... ảnh Tăng cƣờng ảnh Các bƣớc xử lý ảnh -2- Hiển thị ảnh Fundamentals of Digital Image Processing Image Processing Basics 1.2 Hệ thống tạo ảnh b y Đối tượng f(a,b,g) Ảnh g(x,y,z) Hệ thống tạo ảnh. ..Fundamentals of Digital Image Processing Image Processing Basics 1.1 Giới thiệu Thu nhận ảnh Tiền xử lý (Tăng cường, khôi phục ảnh) Hiển thị ảnh Phân tích ảnh (Phân vùng, trích chọn đặc điểm)... Image Processing Basics 1.4 Thu nhận ảnh - Lấy mẫu ảnh? ??phần tử ảnh, điểm ảnh (pixel) Thu nhận biểu diễn mẫu ảnh -16- Fundamentals of Digital Image Processing Image Processing Basics VD: lấy mẫu tín