Hệ thống xử lý tín hiệu 2 chiều (xử lý ảnh)
XỬ LÝ ẢNH NguyễnLinhGiang Bộ môn TruyềnthôngvàMạng máy tính Nội dung Nhậpmôn Hệ thống xử lý tín hiệuhaichiều Cảmnhận ảnh Số hóa ảnh Các phép biến đổi ảnh Cảithiệnchấtlượng ảnh Phụchồi ảnh Phân tích ảnh Nén ảnh Chương II Hệ thống xử lý tín hiệuhaichiều Hệ thống xử lý tín hiệuhaichiều 2.1 Mộtsố tínhiệuhaichiềucơ bản 2.2 Hệ thống tuyếntínhbấtbiếndịch 2.3 Biến đổi Fourier hai chiều 2.4 Biến đổi Z hai chiều 2.1 Mộtsố tín hiệuhaichiềucơ bản Tín hiệuhaichiều Liên tụcvàrờirạc s( x, y ), miềnxácđịnh và miềngiátrị liên tục s( m, n ), miềnxácđịnh và miềngiátrị rờirạc Tín hiệu phân tách được s( x, y ) = s 1 ( x ) x s 2 ( y ) Khi tín hiệulàphântáchđược, các phép xử lý trong trường hợphaichiềucóthểđưavề các phép xử lý trong trường hợpmộtchiều 2.1 Mộtsố tín hiệuhaichiềucơ bản Tín hiệu xung Dirac hai chiều Trường hợpliêntục ⎩ ⎨ ⎧ ≠≠ ==∞ = 0;00 0,0 ),( yx yx yx δ ∫∫ ∫∫ −− → +∞ ∞− +∞ ∞− = −−= ε ε ε ε ε δ δ 1),(lim ),(),(),( 0 dxdyyx dudvvyuxvusyxs Trường hợprờirạc 2.1 Mộtsố tín hiệuhaichiềucơ bản ⎩ ⎨ ⎧ ≠≠ == = 0;00 0,01 ),( nm nm nm δ 1),( ),(),(),( = −−= ∑∑ ∑∑ ∞ −∞= ∞ −∞= ∞ −∞= ∞ −∞= mn kl nm lnkmlksnms δ δ 2.1 Mộtsố tín hiệuhaichiềucơ bản Tín hiệu đơnvị hai chiều Trường hợpliêntục Trường hợprờirạc ⎩ ⎨ ⎧ << ≥≥ = 0;00 0,01 ),( yx yx yxu ⎩ ⎨ ⎧ << ≥≥ = 0;00 0,01 ),( nm nm nmu 2.1 Mộtsố tín hiệuhaichiềucơ bản Tín hiệu điều hòa phức Trường hợpliêntục Tính chất Tính tuầnhoàn Dảitầnsố: -∞ -> +∞ Các tầnsố u, v nhậnmọigiátrị trong miền liên tục Tính phân tách được: làm cho các bài toán hai chiều có thể phân tích thành các bài toán trong trường hợpmộtchiều. )( ),( vyuxj eyxs + = 2.1 Mộtsố tín hiệuhaichiềucơ bản Trường hợprờirạc Trường hợpmiền không gian rờirạc, miềntầnsố liên tục Tính chất: Sự tồntạicủatínhtuầnhoànphụ thuộcvàotầnsố không gian α, β Miềnxácđịnh củacáctầnsố không gian: -π -> π Miềntầnsố tuầnhoàn Tín hiệuphântáchđược )( ),( nmj enms βα + = [...].. .2. 1 Một số tín hiệu hai chiều cơ bản Trường hợp miền tần số rời rạc sk ,l (m, n) = e j( 2 kπm 2 lπn + ) M N Tính chất: Là tín hiệu tuần hoàn trên miền không gian Các tần số không gian: k: 0 M; l: 0 N Tín hiệu phân tách được 2. 2 Hệ thống tuyến tính, bất biến hai chiều Đáp ứng của hệ thống xử lý tín hiệu Hệ thống tuyến tính Nguyên lý chồng chất Tính tỷ lệ H[a1s1(m, n) + a2s2(m, n)] = a1H[s1(m, n)]+a2H[s2(m,... n)]+a2H[s2(m, n)] = a1g1(m, n) + a2g2(m, n) 2. 2 Hệ thống tuyến tính, bất biến hai chiều Đáp ứng xung Hệ liên tục h( x, y; x0, y0) = H[δ( x –x0, y –y0)] Hệ rời rạc: h(m, n; k, l) = H[δ(m-k, n -l)] Hàm trải ảnh(PSF–point spread function): khi đầu vào và đầu ra nhận những giá trị dương như: cường độ sáng của hệ thống nhận ảnh FIR hệ thống có đáp ứng xung hữu hạn IIR hệ thống có đáp ứng xung vô hạn 2. 2 Hệ thống. .. đáp ứng xung hữu hạn IIR hệ thống có đáp ứng xung vô hạn 2. 2 Hệ thống tuyến tính, bất biến hai chiều Đáp ứng của hệ thống tuyến tính Hệ thống liên tục ∞ ∞ g ( x, y ) = ∫ ∫ s(u, v)h( x, y; u, v)dudv − ∞− ∞ Hệ thống rời rạc g (m, n) = ∞ ∞ ∑ ∑ s(k , l )h(m, n; k , l ) k = −∞ l = −∞ 2. 2 Hệ thống tuyến tính, bất biến hai chiều Hệ thống bất biến dịch rời rạc Tại tọa độ (0,0) H[δ(m, n)] = h(m, n; 0, 0) Tại... h(m-k, n-l) 2. 2 Hệ thống tuyến tính, bất biến hai chiều Đáp ứng của hệ thống tuyến tính bất biến dịch g (m, n) = s(m, n) * h(m, n) = = ∞ ∞ ∑ ∑ s ( k , l ) h( m − k , n − l ) k = −∞ l = −∞ 2. 2 Hệ thống tuyến tính, bất biến hai chiều Tính nhân quả và ổn định Nhân quả H(x, y)=0 khi x . II Hệ thống xử lý tín hiệuhaichiều Hệ thống xử lý tín hiệuhaichiều 2. 1 Mộtsố tínhiệuhaichiềucơ bản 2. 2 Hệ thống tuyếntínhbấtbiếndịch 2. 3 Biến đổi Fourier hai chiều 2. 4 Biến đổi Z hai chiều 2. 1. N Tín hiệuphântáchđược ) 22 ( , ),( N nl M mk j lk enms ππ + = 2. 2 Hệ thống tuyến tính, bấtbiến hai chiều Đáp ứng củahệ thống xử lý tín hiệu Hệ thống tuyếntính Nguyên lý chồng chất Tính. s 2 ( y ) Khi tín hiệulàphântáchđược, các phép xử lý trong trường hợphaichiềucóthểđưavề các phép xử lý trong trường hợpmộtchiều 2. 1 Mộtsố tín hiệuhaichiềucơ bản Tín hiệu xung Dirac hai chiều