Các kĩ thuật nâng cao chất lượng và nén ảnh

Đồ án chia làm 3 chương: Chương 1 giới thiệu tổng quan về ảnh số và các kĩ thuật nâng cao chất lượng ảnh như biến đổi ảnh xám, biến đổi âm bản, các phương pháp lọc ảnh nhiễu... Chương 2 giới thiệu về kĩ thuật nén ảnh và đi sâu vào 2 chuẩn nén ảnh JPEG và JPEG2000. Chương 3 giới thiệu tổng quan về ngôn ngữ lập trình Matlab và chương trình mô phỏng kĩ thuật nâng cao chất lượng và nén ảnh bằng Matlab.

Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục MỤC LỤC MỤC LỤC I DANH MỤC HÌNH VẼ IV DANH MỤC BẢNG BIỂU VIII THUẬT NGỮ VIẾT TẮT XII LỜI NÓI ĐẦU A CHƯƠNG 1 1 TỔNG QUAN ẢNH SỐ VÀ CÁC KĨ THUẬT NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ẢNH 1 1.1 TỔNG QUAN VỀ ẢNH SỐ 1 1.2 CÁC KĨ THUẬT NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ẢNH 1 1.2.1 Biến đổi mức xám 1 1.2.1.1 Biến đổi âm bản 2 1.2.1.2 Biến đổi log 2 1.2.1.3 Biến đổi hàm mũ 3 1.2.1.4 Giãn độ tương phản 3 1.2.1.5 Kĩ thuật cắt theo mức 4 1.2.2 Cân bằng mức xám 4 1.2.3 So sánh mức xám 6 1.2.4 Chèn nhiễu 6 1.2.5 Lọc ảnh 6 1.2.5.1 Lọc làm mịn ảnh 7 a. Lọc không gian tuyến tính 8 b. Lọc không gian phi tuyến 8 c. Lọc trung bình 8 d. Lọc thông thấp miền tần số 9 1.2.5.2 Lọc sắc nét ảnh 9 a. Lọc thông cao 9 b. Lọc tần số từ không gian 10 1.2.5 Các kĩ thuật làm nổi đường biên ảnh 10 1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 10 CHƯƠNG 2 12 CÁC KĨ THUẬT NÉN ẢNH 12 2.1 TỔNG QUAN VỀ NÉN ẢNH 12 2.1.1 Giới thiệu chung về nén ảnh số 12 2.1.2 Sơ đồ khối hệ thống nén ảnh điển hình 13 2.1.3 Phân loại các kỹ thuật nén 13 Nguyễn Phương Hiền – D04VT2 i Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục 2.1.4 Các nguyên tắc khi nén ảnh 14 2.1.5 Dư thừa số liệu 14 2.1.5.1 Dư thừa mã (Coding Redundancy) 15 2.1.5.2 Dư thừa trong pixel ( Interpixel Redudancy) 16 2.1.5.3 Dư thừa tâm sinh lý (Psychovisual Redudancy) 16 2.1.6 Giới thiệu một số kỹ thuật sử dụng trong nén ảnh 17 2.1.6.1 Mã hoá dựa trên phép biến đổi DCT 17 a. Biến đổi DCT thuận và nghịch 17 b. Lượng tử và giải lượng tử 19 c. Mã hóa và giải mã 19 2.1.6.2 Kỹ thuật mã hoá băng con 20 a. Ý tưởng mã hoá băng con 20 b. Mã hoá băng con 20 2.1.6.3 Biến đổi Wavelet trong nén ảnh 22 a. Biến đổi Wavelet 1-D 23 b. Biến đổi Wavelet rời rạc 2-D 24 2.1.7 Các tiêu chuẩn nén ảnh 26 2.2. GIỚI THIỆU JPEG VÀ JPEG2000 26 2.2.1 JPEG 26 2.2.1.1 Giới thiệu sơ lược 26 2.2.1.2 Sơ đồ khối 27 2.2.2 JPEG2000 28 2.2.2.1 Giới thiệu sơ lược 28 2.2.2.2 Sơ đồ khối bộ mã hóa và bộ giải mã JPEG 2000 28 2.2.3 So sánh JPEG và JPEG2000 29 2.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 31 CHƯƠNG 3 32 CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG 32 3.1 NGÔN NGỮ MATLAB 32 3.1.1 Sơ lược lịch sử Matlab 32 3.1.2 Đặc điểm của Matlab và các ứng dụng 34 3.2 CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG SỬ DỤNG MATLAB 35 3.2.1 Giao diện chương trình mô phỏng 35 3.2.2 Nâng cao chất lượng ảnh 36 3.2.2.1 Biến đổi mức xám 36 a. Biến đổi mức xám sử dụng hàm imadjust 37 b. Biến đổi âm bản 38 c. Biến đổi log 39 Nguyễn Phương Hiền – D04VT2 ii Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục d. Biến đổi hàm mũ 39 e. Biến đổi giãn độ tương phản 40 f. Kĩ thuật cắt theo mức 41 3.2.2.2 Cân bằng mức xám 41 3.2.2.3 So sánh mức xám 42 3.2.2.4 Chèn nhiễu 43 3.2.2.5 Lọc ảnh 44 a. Lọc làm mịn ảnh 45 b. Lọc sắc nét ảnh 51 3.2.2.6 Các kĩ thuật làm nổi đường biên ảnh 53 3.2.3 Nén ảnh 54 3.2.3.1 Nén ảnh dùng mã hóa Huffman 54 3.2.3.2 Nén ảnh dùng mã dự đoán không tổn thất 54 3.2.3.3 Nén ảnh JPEG dùng biến đổi DCT 54 3.2.3.4 JPEG2000 55 3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 56 KẾT LUẬN 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 Nguyễn Phương Hiền – D04VT2 iii Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục hình vẽ DANH MỤC HÌNH VẼ MỤC LỤC I DANH MỤC HÌNH VẼ IV DANH MỤC BẢNG BIỂU VIII THUẬT NGỮ VIẾT TẮT XII LỜI NÓI ĐẦU A CHƯƠNG 1 1 TỔNG QUAN ẢNH SỐ VÀ CÁC KĨ THUẬT NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ẢNH 1 1.1 TỔNG QUAN VỀ ẢNH SỐ 1 1.2 CÁC KĨ THUẬT NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ẢNH 1 1.2.1 Biến đổi mức xám 1 1.2.1.1 Biến đổi âm bản 2 Hình 1.1 Biến đổi âm bản [7] 2 1.2.1.2 Biến đổi log 2 Hình 1.2 Đồ thị hàm log 3 1.2.1.3 Biến đổi hàm mũ 3 Hình 1.3 Đồ thị hàm mũ 3 1.2.1.4 Giãn độ tương phản 3 Hình 1.4 Biến đổi giãn độ tương phản 4 1.2.1.5 Kĩ thuật cắt theo mức 4 Hình 1.5 Đồ thị kĩ thuật cắt theo mức 4 1.2.2 Cân bằng mức xám 4 Hình 1.6 Biểu đồ hàm s = T(r) 5 1.2.3 So sánh mức xám 6 1.2.4 Chèn nhiễu 6 1.2.5 Lọc ảnh 6 Hình 1.7 Cơ chế lọc không gian 7 1.2.5.1 Lọc làm mịn ảnh 7 a. Lọc không gian tuyến tính 8 b. Lọc không gian phi tuyến 8 c. Lọc trung bình 8 d. Lọc thông thấp miền tần số 9 1.2.5.2 Lọc sắc nét ảnh 9 a. Lọc thông cao 9 b. Lọc tần số từ không gian 10 1.2.5 Các kĩ thuật làm nổi đường biên ảnh 10 Nguyễn Phương Hiền – D04VT2 iv Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục hình vẽ Hình 1.8 Đường biên của ảnh 10 1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 10 CHƯƠNG 2 12 CÁC KĨ THUẬT NÉN ẢNH 12 2.1 TỔNG QUAN VỀ NÉN ẢNH 12 2.1.1 Giới thiệu chung về nén ảnh số 12 2.1.2 Sơ đồ khối hệ thống nén ảnh điển hình 13 Hình 2.1 Sơ đồ khối một hệ thống nén ảnh điển hình 13 2.1.3 Phân loại các kỹ thuật nén 13 2.1.4 Các nguyên tắc khi nén ảnh 14 2.1.5 Dư thừa số liệu 14 2.1.5.1 Dư thừa mã (Coding Redundancy) 15 2.1.5.2 Dư thừa trong pixel ( Interpixel Redudancy) 16 Hình 2.2 Mô hình mã hóa dự đoán không tổn thất bao gồm bộ mã hóa và bộ giải mã 16 2.1.5.3 Dư thừa tâm sinh lý (Psychovisual Redudancy) 16 2.1.6 Giới thiệu một số kỹ thuật sử dụng trong nén ảnh 17 2.1.6.1 Mã hoá dựa trên phép biến đổi DCT 17 Hình 2.3 Sơ đồ mã hóa và giải mã dùng biến đổi DCT [4] 17 a. Biến đổi DCT thuận và nghịch 17 Hình 2.4 Các bước của quá trình mã hóa biến đổi DCT đối với 1 khối [4] 18 b. Lượng tử và giải lượng tử 19 c. Mã hóa và giải mã 19 2.1.6.2 Kỹ thuật mã hoá băng con 20 a. Ý tưởng mã hoá băng con 20 b. Mã hoá băng con 20 Hình 2.5 a) Băng lọc phân tích; b) Hai bộ lọc thông thấp và thông cao c) Phần vùng trong miền tần số; d) Băng lọc tổng hợp 21 2.1.6.3 Biến đổi Wavelet trong nén ảnh 22 a. Biến đổi Wavelet 1-D 23 Hình 2.6 Sơ đồ khối phân tích tín hiệu mức j 23 Hình 2.7 Sơ đồ biến đổi ngược Wavelet mức j 24 b. Biến đổi Wavelet rời rạc 2-D 24 Hình 2.8 Sơ đồ phân tích Wavelet rời rạc 2-D 25 b. Biến đổi ngược Wavelet 2-D 25 Hình 2.9 Sơ đồ biến đổi ngược Wavelet rời rạc 2-D 25 2.1.7 Các tiêu chuẩn nén ảnh 26 2.2. GIỚI THIỆU JPEG VÀ JPEG2000 26 2.2.1 JPEG 26 2.2.1.1 Giới thiệu sơ lược 26 Nguyễn Phương Hiền – D04VT2 v Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục hình vẽ 2.2.1.2 Sơ đồ khối 27 Hình 2.10 Sơ đồ khối bộ mã hóa và giải mã JPEG dựa trên biến đổi DCT 27 2.2.2 JPEG2000 28 2.2.2.1 Giới thiệu sơ lược 28 2.2.2.2 Sơ đồ khối bộ mã hóa và bộ giải mã JPEG 2000 28 Hình 2.11 Sơ đồ khối bộ mã hóa và bộ giải mã JPEG 2000 28 2.2.3 So sánh JPEG và JPEG2000 29 Hình 2.12 So sánh JPEG, JPEG2000 29 Bảng 2.1 Số bit mỗi pixel 30 Hình 2.13 Tỉ lệ nén của JPEG2000 và JPEG 30 Hình 2.14 Minh hoạ tính năng ROI 31 2.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 31 CHƯƠNG 3 32 CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG 32 3.1 NGÔN NGỮ MATLAB 32 3.1.1 Sơ lược lịch sử Matlab 32 3.1.2 Đặc điểm của Matlab và các ứng dụng 34 3.2 CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG SỬ DỤNG MATLAB 35 3.2.1 Giao diện chương trình mô phỏng 35 Hình 3.1 Giao diện chương trình nâng cao chất lượng và nén ảnh 36 3.2.2 Nâng cao chất lượng ảnh 36 3.2.2.1 Biến đổi mức xám 36 Hình 3.2 Giao diện chương trình biến đổi ảnh xám 37 a. Biến đổi mức xám sử dụng hàm imadjust 37 Hình 3.3 Đồ thị của các giá trị trong hàm imadjust 38 b. Biến đổi âm bản 38 Hình 3.4 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh âm bản 39 c. Biến đổi log 39 Hình 3.5 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh biến đổi hàm log 39 d. Biến đổi hàm mũ 39 Hình 3.6 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh biến đổi hàm mũ 40 e. Biến đổi giãn độ tương phản 40 Hình 3.7 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh giãn độ tương phản 40 f. Kĩ thuật cắt theo mức 41 Hình 3.8 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh cắt theo mức không nền – (c) Ảnh cắt theo mức có nền 41 3.2.2.2 Cân bằng mức xám 41 Hình 3.9 (a) Ảnh gốc – (b) Biểu đồ ảnh gốc – (c) Ảnh cân bằng – (d) Biểu đồ của ảnh cân bằng 42 3.2.2.3 So sánh mức xám 42 Hình 3.10 Hai ảnh xám gần giống nhau 42 Nguyễn Phương Hiền – D04VT2 vi Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục hình vẽ Hình 3.11 Ảnh xám thu được trước và sau khi cân bằng (từ trái qua phải) 43 3.2.2.4 Chèn nhiễu 43 Hình 3.12 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh chèn nhiễu salf & pepper 43 3.2.2.5 Lọc ảnh 44 Hình 3.13 Giao diện chương trình mô phỏng các phương pháp chèn nhiễu và lọc nhiễu 45 a. Lọc làm mịn ảnh 45 Bảng 3.1 Các bộ lọc đặc biệt 45 Hình 3.14 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh chèn nhiễu salt & pepper – (c) Ảnh lọc sử dụng ma trận H – (d) Ảnh lọc sử dụng bộ lọc trung bình 47 Hình 3.15 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh thu được nhờ bộ lọc Laplace có giá trị -4 ở chính giữa – (c) Ảnh thu được nhờ bộ lọc Laplace có giá trị -8 ở chính giữa 48 Hình 3.16 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh chèn nhiễu salt & pepper – (c) Ảnh lọc không gian phi tuyến 49 Hình 3.17 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh chèn nhiễu salt & pepper – (c) Ảnh lọc trung vị 3x3 50 Hình 3.18 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh chèn nhiễu – (c) Ảnh lọc trung bình 50 Hình 3.19 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh chèn nhiễu salt & pepper– (c) Ảnh lọc thông thấp 51 b. Lọc sắc nét ảnh 51 Hình 3.20 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh chèn nhiễu poisson – (c) Ảnh lọc thông cao cơ bản 51 Hình 3.21 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh chèn nhiễu salt & pepper – (c) Ảnh lọc emphasis cao tần – (d) Ảnh lọc sau khi cân bằng mức xám 52 Hình 3.22 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh chèn nhiễu poisson – (c) Ảnh lọc tần số từ không gian 53 3.2.2.6 Các kĩ thuật làm nổi đường biên ảnh 53 3.2.3 Nén ảnh 54 3.2.3.1 Nén ảnh dùng mã hóa Huffman 54 3.2.3.2 Nén ảnh dùng mã dự đoán không tổn thất 54 3.2.3.3 Nén ảnh JPEG dùng biến đổi DCT 54 Hình 3.23 Giao diện nén ảnh JPEG và JPEG2000 55 3.2.3.4 JPEG2000 55 3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 56 KẾT LUẬN 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 Nguyễn Phương Hiền – D04VT2 vii Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục bảng biểu DANH MỤC BẢNG BIỂU MỤC LỤC I DANH MỤC HÌNH VẼ IV DANH MỤC BẢNG BIỂU VIII THUẬT NGỮ VIẾT TẮT XII LỜI NÓI ĐẦU A CHƯƠNG 1 1 TỔNG QUAN ẢNH SỐ VÀ CÁC KĨ THUẬT NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ẢNH 1 1.1 TỔNG QUAN VỀ ẢNH SỐ 1 1.2 CÁC KĨ THUẬT NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ẢNH 1 1.2.1 Biến đổi mức xám 1 1.2.1.1 Biến đổi âm bản 2 Hình 1.1 Biến đổi âm bản [7] 2 1.2.1.2 Biến đổi log 2 Hình 1.2 Đồ thị hàm log 3 1.2.1.3 Biến đổi hàm mũ 3 Hình 1.3 Đồ thị hàm mũ 3 1.2.1.4 Giãn độ tương phản 3 Hình 1.4 Biến đổi giãn độ tương phản 4 1.2.1.5 Kĩ thuật cắt theo mức 4 Hình 1.5 Đồ thị kĩ thuật cắt theo mức 4 1.2.2 Cân bằng mức xám 4 Hình 1.6 Biểu đồ hàm s = T(r) 5 1.2.3 So sánh mức xám 6 1.2.4 Chèn nhiễu 6 1.2.5 Lọc ảnh 6 Hình 1.7 Cơ chế lọc không gian 7 1.2.5.1 Lọc làm mịn ảnh 7 a. Lọc không gian tuyến tính 8 b. Lọc không gian phi tuyến 8 c. Lọc trung bình 8 d. Lọc thông thấp miền tần số 9 1.2.5.2 Lọc sắc nét ảnh 9 a. Lọc thông cao 9 b. Lọc tần số từ không gian 10 1.2.5 Các kĩ thuật làm nổi đường biên ảnh 10 Hình 1.8 Đường biên của ảnh 10 Nguyễn Phương Hiền – D04VT2 viii Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục bảng biểu 1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 10 CHƯƠNG 2 12 CÁC KĨ THUẬT NÉN ẢNH 12 2.1 TỔNG QUAN VỀ NÉN ẢNH 12 2.1.1 Giới thiệu chung về nén ảnh số 12 2.1.2 Sơ đồ khối hệ thống nén ảnh điển hình 13 Hình 2.1 Sơ đồ khối một hệ thống nén ảnh điển hình 13 2.1.3 Phân loại các kỹ thuật nén 13 2.1.4 Các nguyên tắc khi nén ảnh 14 2.1.5 Dư thừa số liệu 14 2.1.5.1 Dư thừa mã (Coding Redundancy) 15 2.1.5.2 Dư thừa trong pixel ( Interpixel Redudancy) 16 Hình 2.2 Mô hình mã hóa dự đoán không tổn thất bao gồm bộ mã hóa và bộ giải mã 16 2.1.5.3 Dư thừa tâm sinh lý (Psychovisual Redudancy) 16 2.1.6 Giới thiệu một số kỹ thuật sử dụng trong nén ảnh 17 2.1.6.1 Mã hoá dựa trên phép biến đổi DCT 17 Hình 2.3 Sơ đồ mã hóa và giải mã dùng biến đổi DCT [4] 17 a. Biến đổi DCT thuận và nghịch 17 Hình 2.4 Các bước của quá trình mã hóa biến đổi DCT đối với 1 khối [4] 18 b. Lượng tử và giải lượng tử 19 c. Mã hóa và giải mã 19 2.1.6.2 Kỹ thuật mã hoá băng con 20 a. Ý tưởng mã hoá băng con 20 b. Mã hoá băng con 20 Hình 2.5 a) Băng lọc phân tích; b) Hai bộ lọc thông thấp và thông cao c) Phần vùng trong miền tần số; d) Băng lọc tổng hợp 21 2.1.6.3 Biến đổi Wavelet trong nén ảnh 22 a. Biến đổi Wavelet 1-D 23 Hình 2.6 Sơ đồ khối phân tích tín hiệu mức j 23 Hình 2.7 Sơ đồ biến đổi ngược Wavelet mức j 24 b. Biến đổi Wavelet rời rạc 2-D 24 Hình 2.8 Sơ đồ phân tích Wavelet rời rạc 2-D 25 b. Biến đổi ngược Wavelet 2-D 25 Hình 2.9 Sơ đồ biến đổi ngược Wavelet rời rạc 2-D 25 2.1.7 Các tiêu chuẩn nén ảnh 26 2.2. GIỚI THIỆU JPEG VÀ JPEG2000 26 2.2.1 JPEG 26 2.2.1.1 Giới thiệu sơ lược 26 2.2.1.2 Sơ đồ khối 27 Nguyễn Phương Hiền – D04VT2 ix Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục bảng biểu Hình 2.10 Sơ đồ khối bộ mã hóa và giải mã JPEG dựa trên biến đổi DCT 27 2.2.2 JPEG2000 28 2.2.2.1 Giới thiệu sơ lược 28 2.2.2.2 Sơ đồ khối bộ mã hóa và bộ giải mã JPEG 2000 28 Hình 2.11 Sơ đồ khối bộ mã hóa và bộ giải mã JPEG 2000 28 2.2.3 So sánh JPEG và JPEG2000 29 Hình 2.12 So sánh JPEG, JPEG2000 29 Bảng 2.1 Số bit mỗi pixel 30 Hình 2.13 Tỉ lệ nén của JPEG2000 và JPEG 30 Hình 2.14 Minh hoạ tính năng ROI 31 2.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 31 CHƯƠNG 3 32 CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG 32 3.1 NGÔN NGỮ MATLAB 32 3.1.1 Sơ lược lịch sử Matlab 32 3.1.2 Đặc điểm của Matlab và các ứng dụng 34 3.2 CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG SỬ DỤNG MATLAB 35 3.2.1 Giao diện chương trình mô phỏng 35 Hình 3.1 Giao diện chương trình nâng cao chất lượng và nén ảnh 36 3.2.2 Nâng cao chất lượng ảnh 36 3.2.2.1 Biến đổi mức xám 36 Hình 3.2 Giao diện chương trình biến đổi ảnh xám 37 a. Biến đổi mức xám sử dụng hàm imadjust 37 Hình 3.3 Đồ thị của các giá trị trong hàm imadjust 38 b. Biến đổi âm bản 38 Hình 3.4 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh âm bản 39 c. Biến đổi log 39 Hình 3.5 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh biến đổi hàm log 39 d. Biến đổi hàm mũ 39 Hình 3.6 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh biến đổi hàm mũ 40 e. Biến đổi giãn độ tương phản 40 Hình 3.7 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh giãn độ tương phản 40 f. Kĩ thuật cắt theo mức 41 Hình 3.8 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh cắt theo mức không nền – (c) Ảnh cắt theo mức có nền 41 3.2.2.2 Cân bằng mức xám 41 Hình 3.9 (a) Ảnh gốc – (b) Biểu đồ ảnh gốc – (c) Ảnh cân bằng – (d) Biểu đồ của ảnh cân bằng 42 3.2.2.3 So sánh mức xám 42 Hình 3.10 Hai ảnh xám gần giống nhau 42 Hình 3.11 Ảnh xám thu được trước và sau khi cân bằng (từ trái qua phải) 43 Nguyễn Phương Hiền – D04VT2 x [...]... cho các kĩ thuật nâng cao chất lượng và nén ảnh, em quyết định chọn đề tài này để làm đồ án tốt nghiệp Đồ án của em chia làm 3 chương: - Chương 1 giới thiệu tổng quan về ảnh số và các kĩ thuật nâng cao chất lượng ảnh như biến đổi ảnh xám, biến đổi âm bản, các phương pháp lọc ảnh nhiễu - Chương 2 giới thiệu về kĩ thuật nén ảnh và đi sâu vào... nghiệp đại học Chương 1: Nâng cao chất lượng ảnh CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ẢNH SỐ VÀ CÁC KĨ THUẬT NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ẢNH Lịch sử của xử lí ảnh bắt nguồn từ việc nâng cao chất lượng hình ảnh được truyền qua giữa đường cáp London và NewYork vào năm 1920 Lúc ấy xử lí ảnh chỉ đơn giản là xử lí phân bố các mức sáng (mức xám và độ phân giải của ảnh) Việc nâng cao chất lượng ảnh bằng các... phát triển, nên xử lí ảnh và nâng cao chất lượng ảnh cũng phát triển rất nhanh Trong chương này, ta tìm hiểu về một số kĩ thuật nâng cao chất lượng ảnh như biến đổi ảnh xám, các phương pháp lọc nhiễu, làm nổi đường biên ảnh Các kĩ thuật này hiện nay đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực 1.1 Tổng quan về ảnh số Hình ảnh tĩnh có thể được biểu... 1, một số kĩ thuật nâng cao chất lượng ảnh như biến đổi ảnh xám (biến đổi âm bản, biến đổi hàm log, hàm mũ), lọc nhiễu (lọc thông thấp, thông cao, lọc phi tuyến, tuyến tính, lọc trung vị,…), làm nổi biên ảnh đã được đề cập đến Nguyễn Phương Hiền – D04VT2 10 Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Nâng cao chất lượng ảnh Trên thực tế, nâng cao chất lượng ảnh còn rất... trọng nhất của nâng cao chất lượng ảnh là biến đổi tính chất của ảnh số nhằm tạo cảm nhận về sự gia tăng chất lượng hình ảnh quang học 1.2.1 Biến đổi mức xám Hàm biến đổi mức xám có công thức như sau: s = T(r) Nguyễn Phương Hiền – D04VT2 (1.1) [2] 1 Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Nâng cao chất lượng ảnh trong đó r: mức xám ảnh vào f(x, y) s: mức xám ảnh ra g(x,... ra bởi một số hữu hạn các điểm ảnh, mỗi điểm ảnh nằm tại một vị trí nhất định và có một giá trị nhất định Một điểm ảnh trong một ảnh còn được gọi là một pixel 1.2 Các kĩ thuật nâng cao chất lượng ảnh Hệ thống thị giác là cơ quan cảm nhận hình ảnh quang học tương đối hoàn hảo, cho phép con người cảm nhận được hình ảnh quang học trong thiên... âm bản, các phương pháp lọc ảnh nhiễu - Chương 2 giới thiệu về kĩ thuật nén ảnh và đi sâu vào 2 chuẩn nén ảnh JPEG và JPEG2000 - Chương 3 giới thiệu tổng quan về ngôn ngữ lập trình Matlab và chương trình mô phỏng kĩ thuật nâng cao chất lượng và nén ảnh bằng Matlab Nguyễn Phương Hiền – D04VT2 a Đồ án tốt nghiệp đại học đầu Lời nói Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo,... thống nén ảnh điển hình Hình 2.1 Sơ đồ khối một hệ thống nén ảnh điển hình - Khối biến đổi: Thường dùng phép biến đổi cosin rời rạc để tập trung năng lượng tín hiệu vào một số lượng nhỏ các hệ số khai triển để thực hiện phép nén hiệu quả hơn là dùng tín hiệu nguyên thủy - Khối lượng tử: Tạo ra một lượng kí hiệu giới hạn cho ảnh nén với hai kĩ thuật: ... pepper– (c) Ảnh lọc thông thấp 51 b Lọc sắc nét ảnh 51 Hình 3.20 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh chèn nhiễu poisson – (c) Ảnh lọc thông cao cơ bản 51 Hình 3.21 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh chèn nhiễu salt & pepper – (c) Ảnh lọc emphasis cao tần – (d) Ảnh lọc sau khi cân bằng mức xám 52 Hình 3.22 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh chèn nhiễu poisson – (c) Ảnh lọc tần... ảnh là vấn đề quan trọng trong phân tích ảnh Trước hết, ta cần tìm hiểu về khái niệm biên ảnh Một điểm ảnh được coi là nằm trên đường biên nếu tại vị trí điểm ảnh đó có sự thay đổi đột ngột của mức xám Như vậy, đường biên là đường nối các điểm ảnh nằm trong khu vực ảnh có thay đổi đột ngột về độ chói, đường biên thường ngăn cách hai vùng ảnh . VIII THUẬT NGỮ VIẾT TẮT XII LỜI NÓI ĐẦU A CHƯƠNG 1 1 TỔNG QUAN ẢNH SỐ VÀ CÁC KĨ THUẬT NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ẢNH 1 1.1 TỔNG QUAN VỀ ẢNH SỐ 1 1.2 CÁC KĨ THUẬT NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG. VIII THUẬT NGỮ VIẾT TẮT XII LỜI NÓI ĐẦU A CHƯƠNG 1 1 TỔNG QUAN ẢNH SỐ VÀ CÁC KĨ THUẬT NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ẢNH 1 1.1 TỔNG QUAN VỀ ẢNH SỐ 1 1.2 CÁC KĨ THUẬT NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG. VIII THUẬT NGỮ VIẾT TẮT XII LỜI NÓI ĐẦU A CHƯƠNG 1 1 TỔNG QUAN ẢNH SỐ VÀ CÁC KĨ THUẬT NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ẢNH 1 1.1 TỔNG QUAN VỀ ẢNH SỐ 1 1.2 CÁC KĨ THUẬT NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG