Kỹ thuật khảm ảnh và ứng dụng

1 MỤC LỤC Trang PHẦN MỞ ĐẦU Chương 1: KHÁI QUÁT VỀ XỬ LÝ ẢNH VÀ KHẢM ẢNH 1.1 Khái quát xử lý ảnh 1.1.1 Hệ thống xử lý ảnh 1.1.2 Ảnh biểu diễn ảnh 1.1.3 Mức xám lược đồ mức xám 11 1.2 Khảm ảnh 13 1.2.1 Khái niệm khảm ảnh 13 1.2.2 Một số kỹ thuật khảm ảnh 23 Chương 2: MỘT SỐ KỸ THUẬT KHẢM ẢNH 25 2.1 Kỹ thuật đan đa phân giải 25 2.1.1 Các phép tốn hình chóp 29 2.1.1.1 Hàm trọng số tương đương 30 2.1.1.2 Hình chóp Laplace 31 2.1.1.3 Các điều kiện biên 32 2.1.2 Kỹ thuật đan đa phân giải 34 2.1.2.1 Đan ảnh chồng lên 34 2.1.2.2 Đan vùng có hình dạng tuỳ ý 345 2.1.2.3 Đan ảnh không chồng lên 346 2.2 Kỹ thuật nâng cao chất lượng ảnh 38 2.2.1 Kỹ thuật lọc trung bình 38 2.2.2 Kỹ thuật lọc trung vị 40 2.3 Kỹ thuật khảm kết hợp nắn chỉnh hình dạng hiệu chỉnh mức xám 42 2.3.1 Nắn chỉnh biến dạng 44 2.3.2 Khảm ảnh dựa tập điểm đặc trưng 47 2.3.3 Hiệu chỉnh mức xám 48 Chương 3: ỨNG DỤNG KHẢM ẢNH 52 3.1 Một số ứng dụng khảm ảnh 52 3.2 Chương trình thực nghiệm 56 3.2.1 Giới thiệu chương trình 56 3.2.2 Một số kết minh hoạ phần mềm SMImage 58 PHẦN KẾT LUẬN 608 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! http://www.lrc-tnu.edu.vn PHỤ LỤC 631 Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn PHẦN MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, công nghệ thông tin phát triển mạnh mẽ phần cứng lẫn phần mền Sự phát triển công nghệ thông tin thúc đẩy phát triển nhiều lĩnh vực xã hội khác y học, giáo dục, giải trí, kinh tế v.v… Sự phát triển phần cứng phương diện thu nhận, hiển thị, tốc độ xử lý mở nhiều hướng cho phát triển phần mềm, đặt biệt lĩnh vực xử lý ảnh Ngày nay, nhu cầu tạo ảnh lớn từ nhiều ảnh nhỏ ngày tăng Ảnh toàn cảnh Mộc Thổ ghép từ nhiều ảnh riêng lẻ vệ tinh Voyager truyền Trái đất Ảnh toàn cảnh Trái đất tạo tương tự Các ảnh chi tiết thiên hà tinh vân ghép từ nhiều ảnh viễn vọng Trong trường hợp, kỹ thuật khảm ảnh sử dụng để tạo nên ảnh với tầm nhìn rộng chi tiết ảnh riêng lẻ thông thường Trong quảng cáo đồ hoạ vi tính, kỹ thuật sử dụng để tạo nên ảnh nhân tạo từ ảnh riêng biệt cách hợp lý Khi khảm hai ảnh với nhau, vấn đề kỹ thuật đặt cho đường biên chúng bị che giấu Như biết, khác biệt mức xám nhỏ hai bên đường biên dễ dàng nhận thấy Thật không may chênh lệch mức xám thường tránh khỏi số nhân tố khác vị trí đặt máy ảnh q trình tiền xử lý Vì vậy, địi hỏi phải có kỹ thuật chỉnh sửa mức xám ảnh miền lân cận biên để tạo nên miền chuyển tiếp trơn ảnh Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Xuất phát từ hồn cảnh đó, em lựa chọn đề tài: ―Kỹ thuật khảm ảnh ứng dụng‖ việc làm ý nghĩa khoa học mà cịn mang đậm tính thực tiễn, hồn cảnh Việt Nam chưa có nhiều hệ thống thuộc dạng Về lý thuyết: Tìm hiểu khái quát xử lý ảnh số kỹ thuật khảm ảnh Về thực tiễn: Trên sở kiến thức thu thập, tổng hợp kỹ thuật để hướng đến ứng dụng thực tế cho kỹ thuật tìm hiểu Ngồi tài liệu tham khảo phụ lục, cấu trúc luận văn bao gồm phần mở đầu, phần kết luận ba chương nội dung, cụ thể:  Chương 1: KHÁI QUÁT VỀ XỬ LÝ ẢNH VÀ KHẢM ẢNH  Chương 2: MỘT SỐ KỸ THUẬT KHẢM ẢNH  Chương 3: ỨNG DỤNG KHẢM ẢNH Nói chung, xử lý ảnh máy tính nhằm mục đích phân tích ảnh phục hồi thông tin bị sai lệch ảnh trình chụp Các chương trình xử lý ảnh thực phép xử lý ảnh số máy tính Việc xử lý, biến đổi ảnh có sử dụng đến kỹ thuật khảm ảnh nhằm chỉnh sửa mức xám ảnh miền lân cận biên để tạo nên miền chuyển tiếp trơn ảnh Để hiểu thêm xử lý ảnh, q trình xử lý ảnh có sử dụng đến kỹ thuật khảm ảnh, ta vào phần luận văn Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Chương KHÁI QUÁT VỀ XỬ LÝ ẢNH VÀ KHẢM ẢNH 1.1 Khái quát xử lý ảnh Con người thu nhận thông tin qua giác quan, thị giác đóng vai trò quan trọng Những năm trở lại với phát triển phần cứng máy tính, xử lý ảnh đồ hoạ phát triển cách mạnh mẽ có nhiều ứng dụng sống Xử lý ảnh đồ họa đóng vai trị quan trọng tương tác người - máy Xử lý ảnh (Image processing) lĩnh vực mang tính khoa học cơng nghệ Tuy cịn mẻ so với nhiều ngành khoa học khác tốc độ phát triển nhanh, qui mơ cơng nghiệp, điều kích thích trung tâm nghiên cứu, ứng dụng, đặc biệt máy tính chuyên dụng cho Xử lý ảnh có quan hệ mật thiết với nhận thức ảnh người Xử lý ảnh với ứng dụng biết đến nâng cao chất lượng ảnh báo truyền qua cáp từ London đến New York từ năm 1920 Vấn đề nâng cao chất lượng ảnh có liên quan tới phân bố mức sáng độ phân giải ảnh Việc nâng cao chất lượng ảnh phát triển vào khoảng năm 1955 Năm 1964, máy tính có khả xử lý nâng cao chất lượng ảnh từ mặt trăng vệ tinh Ranger Mỹ bao gồm: làm đường biên lưu ảnh Các ứng dụng xử lý ảnh trở nên phổ biến giữ vai trò quan trọng nhiều lĩnh vực điện ảnh, y tế, an ninh, thiên văn học… Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Đồ họa máy tính (Computer graphics) nghiên cứu sở toán học, thuật toán kỹ thuật để vẽ, hiển thị điều khiển hình ảnh hình máy tính Các ứng dụng đồ họa máy tính liên quan đến mơ hình chuẩn đốn hình ảnh, tạo mơ hình, hoạt cảnh, hỗ trợ thiết kế đồ họa huấn luyện ảo Thị giác máy (Computer vision) ngành khoa học công nghệ làm cho máy móc có khả “nhìn” Thị giác máy bao gồm việc thu nhận, xử lý, phân loại nhận dạng ảnh để cuối đưa định Các ứng dụng thị giác máy liên quan đến điều khiển trình, xác định kiện, tổ chức thơng tin, mơ hình hóa vật thể tương tác người - máy Ranh giới xử lý ảnh, đồ họa máy tính thị giác máy mang tính tương đối Chúng có mối liên hệ mật thiết, tương hỗ có phần giao thoa với Quá trình xử lý ảnh xem trình thao tác ảnh đầu vào nhằm cho kết mong muốn Kết đầu trình xử lý ảnh ảnh “tốt hơn” kết luận 1.1.1 Hệ thống xử lý ảnh Để hình dung cấu hình hệ thống xử lý ảnh chuyên dụng hay hệ thống xử lý ảnh dùng nghiên cứu, đào tạo, trước hết xem xét bước cần thiết xử lý ảnh Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 1.1 Các bước hệ thống xử lý ảnh  Thu nhận ảnh (Image acquisition) Các thiết bị thu nhận ảnh có hai loại ứng với hai loại ảnh thông dụng Raster Vector Các thiết bị thu nhận ảnh thông thường Raster camera Các thiết bị thu nhận ảnh thông thường Vector sensor số hoá (digitalizer) chuyển đổi từ ảnh Raster Các thiết bị thu ảnh thông thường gồm camera cộng với chuyển đổi tương tự số AD (Analog to Digital) scanner chuyên dụng Các thiết bị thu nhận ảnh cho ảnh đen trắng ảnh màu Đầu scanner ảnh ma trận số mà ta quen gọi đồ ảnh (ảnh Bitmap) Bộ số hố (digitalizer) tạo ảnh vectơ có hướng Nhìn chung, hệ thống thu nhận ảnh thực hai trình: - Cảm biến: biến đổi lượng quang học (ánh sáng) thành lượng điện - Tổng hợp lượng điện thành ảnh  Tiền xử lý (Image processing) Tiền xử lý bước tăng cường ảnh để nâng cao chất lượng ảnh Do nguyên nhân khác nhau: chất lượng thiết bị thu nhận ảnh , nguồn sáng hay nhiễu, ảnh bị suy biến Do cần phải tăng cường khơi Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn phục lại ảnh để làm bật số đặc tính ảnh, hay làm cho ảnh gần giống với trạng thái gốc - trạng thái trước ảnh bị biến dạng  Trích chọn đặc điểm (Feature extraction) Vì lượng thông tin chứa ảnh lớn, đa số ứng dụng cần số thơng tin đặc trưng đó, cần có bước trích chọn đặc điểm để giảm lượng thông tin khổng lồ Các đặc trưng ảnh thường gồm: mật độ xám, phân bố xác suất, phân bố không gian, biên ảnh  Hậu xử lý Nếu lưu trữ ảnh trực tiếp từ ảnh thô (brut image) theo kiểu đồ ảnh đòi hỏi dung lượng nhớ lớn, tốn mà nhiều không hiệu theo quan điểm ứng dụng Thường người ta khơng biểu diễn tồn ảnh thô mà tập trung đặc tả đặc trưng ảnh biên ảnh (boundary) hay vùng ảnh (region) Một số phương pháp biểu diễn thường dùng: - Biểu diễn mã loạt dài (Run-Length Code) - Biểu diễn mã xích (Chaine -Code) - Biểu diễn mã tứ phân (Quad-Tree Code) Ảnh đối tượng phức tạp đường nét, độ sáng tối, dung lượng điểm ảnh, môi trường để thu ảnh phong phú kéo theo nhiễu Trong nhiều khâu xử lý phân tích ảnh ngồi việc đơn giản hóa phương pháp tốn học đảm bảo tiện lợi cho xử lý, người ta mong muốn bắt chước quy trình tiếp nhận xử lý ảnh theo cách người Trong bước xử lý đó, nhiều khâu xử lý theo phương pháp trí tuệ người Vì vậy, sở tri thức- hệ định phát huy  Đối sánh rút kết luận Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn So sánh ảnh sau bước hậu xử lý với mẫu chuẩn ảnh lưu trữ từ trước, phục vụ cho mục đích nhận dạng nội suy ảnh Nhận dạng ảnh (Image recognition) trình phân loại đối tượng biểu diễn theo mơ hình gán cho chúng vào lớp (gán cho đối tượng tên gọi ) dựa theo qui luật mẫu chuẩn Một số đối tượng nhận dạng phổ biến áp dụng khoa học công nghệ nhận dạng ký tự (chữ in, chữ viết tay, chữ ký điện tử), nhận dạng văn (text), nhận dạng vân tay, nhận dạng mã vạch, nhận dạng mặt người… Nội suy (Image interpretation) phán đoán theo ý nghĩa sở nhận dạng Ví dụ, loạt chữ số nét gạch ngang phong bì thư nội suy thành mã điện thoại 1.1.2 Ảnh biểu diễn ảnh Ảnh thực tế ảnh liên tục không gian giá trị độ sáng Để xử lý ảnh máy tính cần thiết phải tiến hành số hố ảnh Trong q trình số hố, người ta biến đổi tín hiệu liên tục sang tín hiệu rời rạc thơng qua q trình lấy mẫu (rời rạc hố khơng gian) lượng hoá thành phần giá trị mà nguyên tắc mắt thường không phân biệt hai điểm kề Trong trình này, người ta sử dụng khái niệm Picture element mà ta quen gọi hay viết Pixel - điểm ảnh Điểm ảnh xem dấu hiệu hay cường độ sáng toạ độ không gian đối tượng Ảnh xem tập hợp điểm ảnh Khi số hố, thường biểu diễn bảng hai chiều I(n,p): n dịng p cột Ta nói ảnh Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 10 gồm n x p điểm ảnh Người ta thường kí hiệu I(x,y) để điểm ảnh Thường giá trị n chọn p 256 Một điểm ảnh lưu trữ 1, 4, hay 24 bit Về mặt tốn học xem ảnh hàm hai biến f(x,y) với x, y biến tọa độ Giá trị số điểm (x,y) tương ứng với giá trị xám độ sáng ảnh (x cột, y hàng) Giá trị hàm ảnh f(x,y) hạn chế phạm vi số nguyên dương: ≤ f(x,y) ≤ fmax Thông thường ảnh xám, giá trị fmax 255 ( 28=256) phần tử ảnh mã hóa byte Khi quan tâm đến ảnh màu, ta mơ tả màu qua ba hàm số: thành phần màu đỏ qua hàm R(x,y), thành phần màu lục qua hàm G(x,y) thành phần màu lam qua hàm B(x,y) Số điểm ảnh tạo nên ảnh gọi độ phân giải (resolusion) Độ phân giải thường biểu thị số điểm ảnh theo chiều dọc chiều ngang ảnh Ảnh có độ phân giải cao rõ nét Như vậy, ảnh to bị vỡ hạt, độ mịn Ảnh biểu diễn theo mơ hình Vector mơ hình Raster:  Mơ hình Raster Đây mơ hình biểu diễn ảnh thơng dụng Ảnh biểu diễn dạng ma trận điểm ảnh Tùy theo nhu cầu thực tế mà điểm ảnh biểu diễn hay nhiều bit Mơ hình Raster thuận lợi cho hiển thị in ấn Khi xử lý ảnh Raster, quan tâm đến mối quan hệ vùng lân cận điểm ảnh Các điểm ảnh xếp hàng lưới (Raster) hình vng, lưới hình lục giác theo cách hồn tồn ngẫu nhiên với Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 54  Tạo hiệu ứng thị giác Ảnh khảm tạo hiệu ứng thị giác thú vị, gợi cảm nhận mẻ đối tượng Hiệu ứng thường khai thác với mục đích nghệ thuật, đơi sử dụng với mục đích thương mại Ví dụ, IKEA - hãng sản xuất đồ nội thất tạo ảnh quảng cáo từ sản phẩm hãng Hình 3.2 Ảnh quảng cáo hãng IKEA Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 55  Nén video Hầu hết phương pháp nén video truyền thống chia thành hai phạm trù: nén dạng sóng nén dựa vào đối tượng, cho việc nén sử dụng thông tin ngữ nghĩa ảnh Ví dụ, nén video kiểu MPEG sử dụng vecto động frame để bóc ảnh Nhưng cách tiếp cận khơng thuận lợi với đặc tính bất biến khung cảnh qua nhiều frame Mặt khác, kỹ thuật nén dựa vào đối tượng sử dụng bề mặt kiểu hình lớp đối tượng, ảnh tồn kết hợp với thị sai thơng tin tạo nên nhìn khác vật  Tạo mơi trường ảo hành trình ảo Khảm ảnh phần việc nghiên cứu mô tả thực Việc mơ tả nhìn thực mơ hình hoàn thiện thường kế thừa sâu sa để lại thị sai thông tin Szeliski mô tả ứng dụng khảm việc tạo môi trường thực hiệu ứng đặc biệt phim ảnh việc dùng đồ thuộc môi trường (Environment map) - ảnh hình cầu 360 độ mơi trường Hình 3.3 Environment map ứng dụng games Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 56 3.2 Chương trình thực nghiệm 3.2.1 Giới thiệu chương trình Phần mềm SMImage sử dụng thuật tốn khảm ảnh dựa nắn chỉnh hình dạng biến đổi mức xám minh họa cho kết nghiên cứu đề tài Nó cài đặt ngơn ngữ Visual C++ 6.0 chạy môi trường Window Đầu vào chương trình file ảnh PCX định dạng 256 màu Hình 3.4 Giao diện chương trình Chương trình SMImage có chức chính:  Nhóm chức File - Mở file: Mở ảnh thứ ảnh thứ hai để làm việc - Đóng file: Đóng file ảnh làm việc - Lưu file: Lưu file ảnh kết sau xử lý Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 57  Nhóm chức Image - Kích hoạt điểm điều khiển: Tạo điểm điều khiển vị trí cần ghép hai ảnh - Dừng kích hoạt điểm điều khiển: Dừng khơng cho phép tạo điểm điều khiển tiếp - Ghép ảnh theo phương pháp đơn giản - Ghép ảnh theo phương pháp thông thường - Ghép ảnh dựa phương pháp nắn chỉnh hình dạng biến đổi mức xám Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 58 3.2.2 Một số kết minh hoạ phần mềm SMImage Hình 3.5 Hai ảnh đầu vào ảnh khảm kết Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 59 Hình 3.6 Hai ảnh đầu vào ảnh khảm kết Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 60 PHẦN KẾT LUẬN Ngày nay, phương tiện truyền thơng phát triển mạnh mẽ dẫn đến hình thành ngôn ngữ giao tiếp - giao tiếp hình ảnh Hình ảnh ngơn ngữ trực quan sinh động giúp truyền tải thông tin cách hiệu Nghiên cứu kỹ thuật khảm ảnh không gian 2D mở hướng phát triển công nghệ ghép ảnh Ảnh sau thu nhận kết hợp với tạo nên ảnh mong muốn Trong luận văn này, em : - Trình bày khái quát xử lý ảnh khảm ảnh - Hệ thống hoá số kỹ thuật khảm ảnh như: đan đa phân giải, nâng cao chất lượng ảnh, khảm ảnh kết hợp nắn chỉnh hình dạng biến đổi mức xám - Trình bày số ứng dụng khảm ảnh như: tạo ảnh toàn cảnh, tạo hiệu ứng thị giác, nén video, tạo mơi trường ảo hành trình ảo - Cài đặt chương trình thử nghiệm SMImage sử dụng kỹ thuật khảm ảnh dựa nắn chỉnh hình dạng biến đổi mức xám Do thời gian thực luận văn có hạn, vốn kiến thức thân cịn hạn chế khó khăn việc tìm kiếm tài liệu nên luận văn dừng lại kỹ thuật: đan đa phân giải, nâng cao chất lượng ảnh, khảm ảnh kết hợp nắn chỉnh hình dạng biến đổi mức xám Ứng dụng khảm ảnh lớn, chương trình thực nghiệm sử dụng kỹ thuật khảm ảnh dựa nắn chỉnh hình dạng biến đổi mức xám để tạo ảnh khảm tồn cảnh Do đó, hướng phát triển đề tài cịn mở, có thể: Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 61  Tự động hóa khảm ảnh: SMImage phần mềm bán tự động, người sử dụng phải xác định điểm điều khiển để ghép ảnh SMImage cải tiến thành tự động hồn tồn  Khảm ảnh không gian 3D: Chúng ta muốn xây dựng ảnh khảm để trưng bày, định sẵn kích cỡ, ảnh mẫu áp phích chia nhỏ thành phần xếp ngẫu nhiên, với chiều cao chiều sâu biến đổi không gian Tuy nhiên, từ vị trí đơn lẻ, áp phích xếp phù hợp mà mắt nhìn thấy, để tạo ảnh khảm  Khảm video: Khảm ảnh mở rộng không gian thực để tạo khảm video Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Lương Mạnh Bá, Nguyễn Thanh Thủy (1999), Nhập môn Xử lý ảnh số, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1999 [2] Đỗ Năng Toàn, Phạm Việt Bình (2008), Giáo trình Xử lý ảnh, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2008 [3] Hà Xuân Trường (2006), Tìm hiểu kỹ thuật ghép ảnh ứng dụng phát ảnh giả mạo, Khoá luận tốt nghiệp đại học - Đại học Hồng Đức, Thanh Hoá Tiếng Anh [4] Craig A Lindley, Practical Image Processing in C, 1990 [5] Joannis pitas, Digital Image Processing Algorithms, Prentice Hall, 1995 [6] Second ed, Russ, J.C, The Image Processing Handboook, 1995 [7] Anil.K.Jain, Fundamentals of Digiatal Image Processing, Prentice, 1986 [8] MSDN-Library January 2001, “BITMAP format‖, Microsoft Corporation [9] PETER J BURT and EDWARD H ADELSONRCA, A Multiresolution Spline With Application to Image Mosaics, David Sarnoff Research Center [10] BRANDON LLOYD, Histogram Painting for Better Photomosaics, Parris Egbert Computer Science Department Brigham Young University Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 63 PHỤ LỤC Ảnh thu sau trình số hố có nhiều loại khác nhau, phụ thuộc vào kỹ thuật số hoá ảnh Ảnh chia thành loại: ảnh đen trắng ảnh màu Ảnh thu lưu trữ tệp để phục vụ cho bước xử lý Dưới trình bày số định dạng ảnh thông dụng hay dùng trình xử lý ảnh Định dạng ảnh IMG Ảnh IMG ảnh đen trắng, phần đầu ảnh IMG có 16 byte chứa thơng tin cần thiết sau: + byte đầu: dùng để đánh dấu định dạng ảnh IMG Giá trị byte viết dạng Hexa: 0x0001 0x0008 0x0001 + byte tiếp theo: chứa độ dài mẫu tin Đó độ dài dãy byte kề liền mà dãy lặp lại số lần Số lần lặp lưu byte đếm Nhiều dãy giống lưu byte + byte tiếp: mơ tả kích cỡ pixel + byte tiếp: số pixel dòng ảnh + byte cuối: số dòng ảnh ảnh Ảnh IMG nén theo dòng Mỗi dòng bao gồm gói (pack) Các dịng giống nén thành gói Có loại gói sau:  Loại 1: Gói dịng giống Quy cách gói tin sau: 0x00 0x00 0xFF Count Ba byte cho biết số dãy giống nhau, byte cuối cho biết số dịng giống Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 64  Loại 2: Gói dãy giống Quy cách gói tin sau: 0x00 Count Byte thứ hai cho biết số dãy giống nén gói Độ dài dãy ghi đầu tệp  Loại 3: Dãy Pixel không giống nhau, không lặp lại khơng nén Quy cách gói tin sau: 0x80 Count Byte thứ hai cho biết độ dài dãy pixel không giống không nén  Loại 4: Dãy Pixel giống Tuỳ theo bít cao byte bật hay tắt Nếu bít cao bật (giá trị 1) gói nén byte gồm bít 0, số byte nén tính bít thấp cịn lại Nếu bít cao tắt (giá trị 0) gói nén byte gồm tồn bít Số byte nén tính bít thấp cịn lại Các gói tin file IMG phong phú ảnh IMG ảnh đen trắng, cần bít cho pixel thay nói Tồn ảnh có điểm sáng tối tương ứng với giá trị giá trị Tỷ lệ nén kiểu định dạng cao Định dạng ảnh PCX Định dạng ảnh PCX định dạng ảnh cổ điển Nó sử dụng phương pháp mã hố loạt dài RLE (Run – Length – Encoded) để nén liệu ảnh Quá trình nén giải nén thực dòng ảnh Thực tế, phương pháp giải nén PCX hiệu so với kiểu IMG Tệp PCX gồm phần: đầu tệp (header), liệu ảnh (image data) bảng màu mở rộng Header tệp PCX có kích thước cố định gồm 128 byte phân bố sau: + byte: kiểu định dạng Nếu kiểu PCX/PCC ln có giá trị 0Ah Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 65 + byte: version sử dụng để nén ảnh, có giá trị sau: - 0: version 2.5 - 2: version 2.8 với bảng màu - 3: version 2.8 hay 3.0 khơng có bảng màu - 5: version 3.0 có bảng màu + byte: phương pháp mã hố Nếu mã hoá theo phương pháp BYTE PACKED, ngược lại phương pháp RLE + byte: số bít cho điểm ảnh plane + word: toạ độ góc trái ảnh Với kiểu PCX có giá trị (0,0), cịn PCC khác (0,0) + word: toạ độ góc phải + word: kích thước bề rộng bề cao ảnh + word: số điểm ảnh + word: độ phân giải hình + word + 48 byte: chia thành 16 nhóm, nhóm byte Mỗi nhóm chứa thơng tin ghi màu Như ta có 16 ghi màu + byte: không dùng đến đặt + byte: số bit plane mà ảnh sử dụng Với ảnh 16 màu, giá trị 4, với ảnh 256 màu (1pixel/8bit) số bit plane lại + byte: số bytes cho dòng quét ảnh + word: kiểu bảng màu + 58 byte: khơng dùng Tóm lại, định dạng ảnh PCX thường dùng để lưu trữ ảnh thao tác đơn giản, cho phép nén giải nén nhanh Tuy nhiên, cấu trúc cố Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 66 định, nên số trường hợp làm tăng kích thước lưu trữ Và nhược điểm mà số ứng dụng lại sử dụng kiểu định dạng khác mềm dẻo hơn: định dạng TIFF (Targed Image File Format) mô tả Định dạng ảnh TIFF Kiểu định dạng TIFF thiết kế để làm nhẹ bớt vấn đề liên quan đến việc mở rộng tệp ảnh cố định Về cấu trúc, gồm phần chính:  Phần Header (IFH) Có tất tệp TIFF gồm byte: + word: kiểu tạo tệp máy tính PC hay máy Macintosh Hai loại khác lớn thứ tự byte lưu trữ số dài hay byte Nếu trường có giá trị 4D4Dh ảnh cho máy Macintosh Nếu trường có giá trị 4949h ảnh máy PC + word: version Từ ln có giá trị 42 Có thể coi đặc trưng file TIFF khơng thay đổi + word: giá trị Offset theo byte tính từ đầu file tới cấu trúc IFD (Image File Directory) cấu trúc thứ hai file Thứ tự byte phụ thuộc vào dấu hiệu trường  Phần thứ (IFD) Nó khơng sau cấu trúc IFH mà vị trí xác định trường Offset đầu tệp có hay nhiều IFD tồn file (nếu file có nhiều ảnh) Một IFD bao gồm: + byte: chứa DE ( Directory Entry) + 12 byte DE xếp liên tiếp Mỗi DE chiếm 12 byte Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 67 + byte: chứa Offset trỏ tới IFD Nếu IFD cuối trường có giá trị  Phần thứ Các DE Các DE có độ dài cố định gồm 12 byte chia làm phần: + byte: dấu hiệu mà tệp ảnh xây dựng + byte: kiểu liệu tham số ảnh Có kiểu tham số bản: - 1: BYTE (1 byte) - 2: ASCII (1 byte) - 3: SHORT (2 byte) - 4: LONG (4 byte) - 5: RATIONAL (8 byte) + byte: trường độ dài (bộ đếm) chứa số lượng mục kiểu liệu Nó khơng phải tổng số byte cần thiết để lưu trữ Để có số liệu ta cần nhân số mục với kiểu liệu dùng + byte: Offset tới điểm bắt đầu liệu thực liên quan tới dấu hiệu, tức liệu liên quan với DE khơng phải lưu trữ vật lý với nằm ví trí file Dữ liệu chứa tệp thường tổ chức thành nhóm dịng (cột) qt liệu ảnh Cách tổ chức làm giảm nhớ cần thiết cho việc đọc tệp Việc giải nén thực theo bốn kiểu khác lưu trữ byte dấu hiệu nén File ảnh TIFF dùng để giải vấn đề khó mở rộng file PCX Tuy nhiên, với ảnh việc dùng file PCX chiếm khơng gian nhớ Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 68 Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn