(TIỂU LUẬN) TIỂU LUẬN VIẾT CHƯƠNG TRÌNH THỰC HIỆN PHÉP lọc NHIỄU BẰNG PHƯƠNG PHÁP lọc TRUNG BÌNH, lọc TRUNG vị TRÊN ẢNH xám

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VĨNH LONG KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN - - TIỂU LUẬN ĐỀ TÀI 05: VIẾT CHƯƠNG TRÌNH THỰC HIỆN PHÉP LỌC NHIỄU BẰNG PHƯƠNG PHÁP LỌC TRUNG BÌNH, LỌC TRUNG VỊ TRÊN ẢNH XÁM Giáo viên hướng dẫn: TS Phan Anh Cang Học phần: Xử lý ảnh Sinh viên thực hiện: 19004249 - Trần Bùi Mỹ Yến 19004187 – Nguyễn Ngọc Mai Thảo Học kì: Học kì I (2020- 2021) Vĩnh Long-2020 Tieu luan Trường Đại học SPKT Vĩnh Long Tiểu luận xử lý ảnh MỤC LỤC I Đặt vấn đề……………………………………………………… Page3 II Lý Thuyết……………………………………………………… Page3 III Lọc trung bình - Mean Filter IV a Ý tưởng……………………………………………………….Page5 b Thuật toán…………………………………………………… Page5 c Tác dụng………………………………………………………Page6 d Lọc trung bình Matlab………………………………… Page6 Lọc trung vị - Median Filter a Ý tưởng……………………………………………………… Page7 b Thuật toán…………………………………………………… Page8 c Tác dụng……………………………………………………….Page8 d Lọc trung vị Matlab…………………………………… Page9 V So sánh hai lọc P a g e | 12 Tieu luan (TIEU.LUAN).TIEU.LUAN.VIET.CHUONG.TRINH.THUC.HIEN.PHEP.loc.NHIEU.BANG.PHUONG.PHAP.loc.TRUNG.BINH loc.TRUNG.vi.TREN.ANH.xam(TIEU.LUAN).TIEU.LUAN.VIET.CHUONG.TRINH.THUC.HIEN.PHEP.loc.NHIEU.BANG.PHUONG.PHAP.loc.TRUNG.BINH loc.TRUNG.vi.TREN.ANH.xam(TIEU.LUAN).TIEU.LUAN.VIET.CHUONG.TRINH.THUC.HIEN.PHEP.loc.NHIEU.BANG.PHUONG.PHAP.loc.TRUNG.BINH loc.TRUNG.vi.TREN.ANH.xam(TIEU.LUAN).TIEU.LUAN.VIET.CHUONG.TRINH.THUC.HIEN.PHEP.loc.NHIEU.BANG.PHUONG.PHAP.loc.TRUNG.BINH loc.TRUNG.vi.TREN.ANH.xam Trường Đại học SPKT Vĩnh Long Tiểu luận xử lý ảnh ĐỀ TÀI 05: VIẾT CHƯƠNG TRÌNH THỰC HIỆN PHÉP LỌC NHIỄU BẰNG PHƯƠNG PHÁP LỌC TRUNG BÌNH, LỌC TRUNG VỊ TRÊN ẢNH XÁM NHẬN XÉT KẾT QUẢ CỦA HAI PHÉP LỌC I Đặt vấn đề Trong thời đại công nghệ nay, lưu giữ thơng tin, kỷ niệm,… hình ảnh việc vơ phổ biến tiện lợi, hình ảnh mang đến cho cảm giác chân thực sống động Nhưng số trường hợp ảnh bị nhiễu làm cho chất lượng ảnh khơng mong muốn Ví dụ số trường hợp ảnh bị nhiễu: - Ảnh bị nhiễu độ sáng cao - Ảnh bị nhiễu nén file ảnh - Ảnh bị nhiễu q trình phóng to in ấn - Một số trường hợp khác trình chụp khơng tốt, điều kiện chụp kém, ảnh lưu trữ qua lâu,… Do đó, cần phải xử lý hình ảnh ảnh có chất lượng tốt Hình ảnh sửa đổi cách áp dụng chức cụ thể giá trị điểm ảnh Xử lý vùng lân cận coi phần mở rộng điều này, hàm áp dụng cho vùng lân cận điểm ảnh Sự kết hợp mặt nạ chức gọi lọc II Lý thuyết - Lọc ảnh (làm mịn ảnh, làm mượt ảnh) bước quan trọng xử lý ảnh Lọc ảnh thực tế có nhiều tác dụng loại bỏ nhiễu, tìm biên đối tượng - Mặt nạ lọc mảng chiều có kích thước tương đối nhỏ (thường ma trận × 3) Các giá trị mảng chiều gọi hệ số mặt nạ Kỹ thuật tăng cường ảnh dựa vào mặt nạ gọi xử lý mặt nạ lọc P a g e | 12 Tieu luan (TIEU.LUAN).TIEU.LUAN.VIET.CHUONG.TRINH.THUC.HIEN.PHEP.loc.NHIEU.BANG.PHUONG.PHAP.loc.TRUNG.BINH loc.TRUNG.vi.TREN.ANH.xam(TIEU.LUAN).TIEU.LUAN.VIET.CHUONG.TRINH.THUC.HIEN.PHEP.loc.NHIEU.BANG.PHUONG.PHAP.loc.TRUNG.BINH loc.TRUNG.vi.TREN.ANH.xam(TIEU.LUAN).TIEU.LUAN.VIET.CHUONG.TRINH.THUC.HIEN.PHEP.loc.NHIEU.BANG.PHUONG.PHAP.loc.TRUNG.BINH loc.TRUNG.vi.TREN.ANH.xam(TIEU.LUAN).TIEU.LUAN.VIET.CHUONG.TRINH.THUC.HIEN.PHEP.loc.NHIEU.BANG.PHUONG.PHAP.loc.TRUNG.BINH loc.TRUNG.vi.TREN.ANH.xam (TIEU.LUAN).TIEU.LUAN.VIET.CHUONG.TRINH.THUC.HIEN.PHEP.loc.NHIEU.BANG.PHUONG.PHAP.loc.TRUNG.BINH loc.TRUNG.vi.TREN.ANH.xam(TIEU.LUAN).TIEU.LUAN.VIET.CHUONG.TRINH.THUC.HIEN.PHEP.loc.NHIEU.BANG.PHUONG.PHAP.loc.TRUNG.BINH loc.TRUNG.vi.TREN.ANH.xam(TIEU.LUAN).TIEU.LUAN.VIET.CHUONG.TRINH.THUC.HIEN.PHEP.loc.NHIEU.BANG.PHUONG.PHAP.loc.TRUNG.BINH loc.TRUNG.vi.TREN.ANH.xam(TIEU.LUAN).TIEU.LUAN.VIET.CHUONG.TRINH.THUC.HIEN.PHEP.loc.NHIEU.BANG.PHUONG.PHAP.loc.TRUNG.BINH loc.TRUNG.vi.TREN.ANH.xam Trường Đại học SPKT Vĩnh Long - Tiểu luận xử lý ảnh Xử lý ảnh dựa mặt nạ lọc là: Thông qua lọc, trích rút điểm lân cận với điểm ảnh cần xử lý, áp dụng hàm mặt nạ lọc lên giá trị điểm ảnh vùng lân cận, đặt giá trị điểm ảnh tương ứng đầu giá trị trả hàm mặt nạ lọc - Quá trình lọc gồm bước sau:  B1: Xác định điểm tập trung mặt nạ  B2: Tại điểm (x,y) xét (trùng với tâm mặt nạ), thực phép toán lọc điểm lân cận (mặt nạ bao phủ)  B3: Ghi nhận kết phép lọc giá trị mức xám điểm ảnh (x,y) ảnh đầu  B4: Lần lượt trượt mặt nạ tới điểm chưa xét Lặp lại bước B2 Qúa trình lọc kết thúc điểm trung tâm mặt nạ qua hết điểm ảnh ảnh đầu vào, ta thu kết ảnh lọc đầu - Ta có loại lọc:  Bộ lọc tuyến tính: pixel đầu kết tính tổng kết giá trị pixel hệ số mặt nạ vùng lân cận pixel ảnh gốc  Bộ lọc phi tuyến: pixel đầu kết chọn từ chuỗi giá trị pixel xếp vùng lân cận pixel ảnh gốc - Tích chập phép tốn tuyến tính, cho kết hàm việc tính tốn dựa hai hàm có (f g) Thành phần thiếu phép tích chập ma trận kernel (bộ lọc) Ví dụ: phép lọc ảnh, phép tích chập ma trận lọc ảnh, cho kết ảnh xoá nhiễu (làm mờ) P a g e | 12 Tieu luan (TIEU.LUAN).TIEU.LUAN.VIET.CHUONG.TRINH.THUC.HIEN.PHEP.loc.NHIEU.BANG.PHUONG.PHAP.loc.TRUNG.BINH loc.TRUNG.vi.TREN.ANH.xam(TIEU.LUAN).TIEU.LUAN.VIET.CHUONG.TRINH.THUC.HIEN.PHEP.loc.NHIEU.BANG.PHUONG.PHAP.loc.TRUNG.BINH loc.TRUNG.vi.TREN.ANH.xam(TIEU.LUAN).TIEU.LUAN.VIET.CHUONG.TRINH.THUC.HIEN.PHEP.loc.NHIEU.BANG.PHUONG.PHAP.loc.TRUNG.BINH loc.TRUNG.vi.TREN.ANH.xam(TIEU.LUAN).TIEU.LUAN.VIET.CHUONG.TRINH.THUC.HIEN.PHEP.loc.NHIEU.BANG.PHUONG.PHAP.loc.TRUNG.BINH loc.TRUNG.vi.TREN.ANH.xam (TIEU.LUAN).TIEU.LUAN.VIET.CHUONG.TRINH.THUC.HIEN.PHEP.loc.NHIEU.BANG.PHUONG.PHAP.loc.TRUNG.BINH loc.TRUNG.vi.TREN.ANH.xam(TIEU.LUAN).TIEU.LUAN.VIET.CHUONG.TRINH.THUC.HIEN.PHEP.loc.NHIEU.BANG.PHUONG.PHAP.loc.TRUNG.BINH loc.TRUNG.vi.TREN.ANH.xam(TIEU.LUAN).TIEU.LUAN.VIET.CHUONG.TRINH.THUC.HIEN.PHEP.loc.NHIEU.BANG.PHUONG.PHAP.loc.TRUNG.BINH loc.TRUNG.vi.TREN.ANH.xam(TIEU.LUAN).TIEU.LUAN.VIET.CHUONG.TRINH.THUC.HIEN.PHEP.loc.NHIEU.BANG.PHUONG.PHAP.loc.TRUNG.BINH loc.TRUNG.vi.TREN.ANH.xam Trường Đại học SPKT Vĩnh Long Tiểu luận xử lý ảnh Cơng thức tích chập hàm ảnh f(x, y) lọc k(x, y) (kích thước mxn): m /2 k ( x , y )∗f ( x , y)= n/ ∑ ∑ k ( u , v ) f (x−u , y−v) u=−m /2 v=−n/ Ví dụ: Ảnh Kết gốc III -1 -1 -1 Mặt nạ Lọc trung bình a 19 18 29 23 Mean Filter Ý tưởng Với lọc trung bình, điểm ảnh (Pixel) thay trung bình trọng số điểm vùng lân cận Giả sử có ma trận lọc (Kernel) (3x3) quét qua điểm ảnh ảnh đầu vào input Tại vị trí điểm ảnh lấy giá trị điểm ảnh tương ứng vùng (3x3) ảnh gốc đặt vào ma trận lọc (Kernel) Giá trị điểm ảnh ảnh đầu ra output là giá trị trung bình tất điểm ảnh ma trận lọc (Kernel) Mô tả: 7+6+5+3+1+8+4+9+2 = 45 P a g e | 12 Tieu luan (TIEU.LUAN).TIEU.LUAN.VIET.CHUONG.TRINH.THUC.HIEN.PHEP.loc.NHIEU.BANG.PHUONG.PHAP.loc.TRUNG.BINH loc.TRUNG.vi.TREN.ANH.xam(TIEU.LUAN).TIEU.LUAN.VIET.CHUONG.TRINH.THUC.HIEN.PHEP.loc.NHIEU.BANG.PHUONG.PHAP.loc.TRUNG.BINH loc.TRUNG.vi.TREN.ANH.xam(TIEU.LUAN).TIEU.LUAN.VIET.CHUONG.TRINH.THUC.HIEN.PHEP.loc.NHIEU.BANG.PHUONG.PHAP.loc.TRUNG.BINH loc.TRUNG.vi.TREN.ANH.xam(TIEU.LUAN).TIEU.LUAN.VIET.CHUONG.TRINH.THUC.HIEN.PHEP.loc.NHIEU.BANG.PHUONG.PHAP.loc.TRUNG.BINH loc.TRUNG.vi.TREN.ANH.xam (TIEU.LUAN).TIEU.LUAN.VIET.CHUONG.TRINH.THUC.HIEN.PHEP.loc.NHIEU.BANG.PHUONG.PHAP.loc.TRUNG.BINH loc.TRUNG.vi.TREN.ANH.xam(TIEU.LUAN).TIEU.LUAN.VIET.CHUONG.TRINH.THUC.HIEN.PHEP.loc.NHIEU.BANG.PHUONG.PHAP.loc.TRUNG.BINH loc.TRUNG.vi.TREN.ANH.xam(TIEU.LUAN).TIEU.LUAN.VIET.CHUONG.TRINH.THUC.HIEN.PHEP.loc.NHIEU.BANG.PHUONG.PHAP.loc.TRUNG.BINH loc.TRUNG.vi.TREN.ANH.xam(TIEU.LUAN).TIEU.LUAN.VIET.CHUONG.TRINH.THUC.HIEN.PHEP.loc.NHIEU.BANG.PHUONG.PHAP.loc.TRUNG.BINH loc.TRUNG.vi.TREN.ANH.xam Trường Đại học SPKT Vĩnh Long Tiểu luận xử lý ảnh 45 =5 Giá trị chưa lọc b Khi lọc * * * * * * * * Thuật toán Giả Sử cho ảnh đầu vào với I(x,y) là giá trị điểm ảnh điểm (x,y) và ngưỡng T  Bước 1: Tính tổng thành phần ma trận lọc (Kernel)  Bước 2: Chia lấy trung bình tổng thành phần ma trận tính với số lượng phần tử cửa sổ lọc giá trị Itb(x, y)  Bước 3: Hiệu chỉnh: o Nếu I(x,y) – Itb(x,y) > T thì I(x,y) = Itb(x,y) o Nếu I(x,y) – Itb(x,y)