Bài giảng Xử lý ảnh số 8 GV. Mai Cường Thọ 22222 21112 2112 21112 22222 0 – D 4 (p,q) = |x-s| + |y-t| Ví d ụ : T ậ p các pixel v ớ i D 4 2 ≤ kể từ p(x,y): ChessBoard Distance (D 4 Distance) – D 8 (p,q) = max(|x-s|,|y-t|) Ví d ụ : T ậ p các pixel v ớ i D 8 2 ≤ kể từ p(x,y): Rõ ràng là D 4 , D 8 là độc lập với bất cứ các đường (path) tồn tại nối giữa các điểm. Bởi vì việc tính khoảng cách này ta chỉ quan tâm tới tọa độ của các điểm (không chú ý đến việc có tồn tại các đường liên thông giữa chúng hay không). IV. Các mô hình màu Mô hình màu Là phương pháp diễn giải các đặc tính và tác động của màu trong ngữ cảnh nhất định. Không có mô hình màu nào là đầy đủ cho mọi khía cạnh của màu Người ta sử dụng các mô hình màu khác nhau để mô tả các tính chất được nhận biết khác nhau của màu. Thí dụ: Dải phổ điện từ (Electromagnetic (EM)) Spectrum Bài giảng Xử lý ảnh số 9 GV. Mai Cường Thọ + Mô hình màu RGB: ánh sáng Red, Green và Blue ứng dụng cho màn hình, TV. + Mô hình HSV: Nhận thức của con người. + Mô hình CYK: Máy in. II.1 Màu cơ sở và biểu đồ màu CIE Năm 1931: CIE (Commision Internationale de l’Éclairage) xây dựng màu cơ sở chuẩn quốc tế: • Cho phép các màu khác được định nghĩa như tổng trọng lượng của ba màu cơ sở. • Do không tồn tại 3 màu cơ sở chuẩn trong phổ nhìn thấy để tổng hợp màu mới -> CIE sử dụng các màu tưởng tượng. • Mỗi màu cơ sở trong CIE được xác định bằng đường cong phân bổ năng lượng. • Nếu A, B, C là tổng số các màu cơ sở chuẩn cần xác định màu cho trước trong phổ nhìn thấy thì các thành phần của màu sẽ là: • Nhưng x+y+z=1 cho nên chỉ cần 2 giá trị có thể xác định màu mới • Cho khả năng biểu diễn mọi màu trên biểu đồ 2D -> Biểu đồ CIE Biểu đồ CIE • Khi vẽ các giá trị x, y của màu trong phổ nhìn thấy -> Biểu đồ CIE là đường cong hình lưỡi (còn gọi là biểu đồ kết tủa – CIE Chromaticity Diagram) • Các điểm màu gán nhãn trên đường cong từ violet (400 nm) đến red (700 nm) • Điểm C tương ứng màu trắng (ánh sáng ban ngày) • Biểu đồ CIE là phương tiện lượng hóa độ tinh khiết và bước sóng trội: • Độ tinh khiết của điểm màu C 1 : được xác định bằng khoảng cách tương đối của đoạn thẳng nối C với đường cong qua C 1 . • Màu bù: biểu diễn bởi 2 điểm cuối C 3 , C 4 của đoạn thẳng đi qua C. • Gam màu xác định bởi 2 điểm: biểu diễn bởi đoạn thẳng nối hai điểm màu C 5 , C 6 . • Gam màu xác định bởi 3 điểm: ba điểm C 7 , C 8 , C 9 chỉ xác định màu trong tam giác. C B A C z C B A B y C B A A x ++ = ++ = ++ = Bài giảng Xử lý ảnh số 10 GV. Mai Cường Thọ Hình vẽ biểu đồ màu CIE • Ứng dụng biểu đồ CIE để so sánh gam màu các thiết bị ngoại vi. Máy in không thể in mọi màu hiển thị trên màn hình. C C 2 C 1 C 3 C 4 C 5 C 6 C 7 C 9 C 8 Bài giảng Xử lý ảnh số 11 GV. Mai Cường Thọ Quan niệm về màu trực giác • Họa sỹ vẽ tranh màu bằng cách trộn các chất màu với chất màu trắng và chất màu đen để có shade, tint và tone khác nhau:bắt đầu từ màu tinh khiết, bổ sung đen để có bong (shade) màu. Nếu bổ sung chất màu trắng sẽ có tint khác nhau. Bổ sung cả chất màu trắng và đen sẽ có tone khác nhau. • Cách biểu diễn này trực giác hơn mô tả màu bằng ba màu cơ sở. Các bộ chương trình đồ họa có cả hai mô hình màu: cho người sử dụng dễ tương tác với màu, các thành phần màu ứng dụng trên các thiết bị. + Để tiện biểu diễn, các không gian màu dưới đây đều được chuẩn hóa về 1. II.2 Mô hình màu RGB - Mọi màu được biểu diễn bởi không gian màu RGB đều là sự pha trộn của 3 thành phần màu cơ bản (Red, Green, Blue). - Mô hình màu RGB được biểu diễn bởi khối lập phương với các trục R, G, B. Nhận xét • Mô hình này không thể biểu diễn mọi màu trong phổ nhìn thấy • Đủ cho các ứng dụng máy tính • Màn hình máy tính và TV sử dụng mô hình này • Được sử dụng rộng rãi nhất • Đơn giản Xám hóa ảnh màu RGB mức xám = 0.299R + 0.587G + 0.114B Hoặc mức xám = 0.333R + 0.333G + 0.333B Red=(1,0,0) Black=(0,0,0) Magenta=(1,0,1) Blue=(0,0,1) Cyan=(0,1,1) White=(1,1,1) Green=(0,1,0) Yellow=(1,1,0) Bài giảng Xử lý ảnh số 12 GV. Mai Cường Thọ II.3 Mô hình màu CMY -Gồm 3 thành phần màu cơ bản cyan, magenta, yellow. Là bù màu của không gian GRB. Mối quan hệ giữa 2 không gian C = 1.0 – R M = 1.0 - G Y = 1.0 - B Phương pháp pha trộn màu trong cuộc sống Additive Red Blue Green Cyan Magenta Yellow White Substractive Cyan Yellow Magenta Red Green Blue Black II.4. Mô hình màu CMYK Là sự mở rộng mô hình màu CMK bằng cách thêm vào thành phần màu Black (K). Bởi vì với thành phần màu Black tinh khiết sẽ cho ta độ tương phản cao hơn. Mối quan hệ CMY và CMYK K = min(C, M, Y) C = C - K M = M - K Y = Y - K II.3 Mô hình màu HSV • Thay vì chọn các phần tử RGB để có màu mong muốn, người ta chọn các tham số màu: Hue, Saturation và Value (HSV) • Mô hình HSV suy diễn từ mô hình RGB: hãy quan sát hình hộp RGB theo đường chéo từ White đến Black (gốc) -> ta có hình lục giác, sử dụng làm đỉnh hình nón HSV. Bài giảng Xử lý ảnh số 13 GV. Mai Cường Thọ • Hue: Bước sóng gốc của ánh sáng. Trong mô hình Hue được biểu diễn bằng góc từ 0 0 đến 360 0 • Value: Cường độ hay độ chói ánh sáng. Value có giá trị [0, 1], V=0 -> màu đen. Đỉnh lục giác có cường độ màu cực đại. • Saturation: Thước đo độ tinh khiết ánh sáng gốc. S trong khoảng [0, 1]. Biểu diễn tỷ lệ độ tinh khiết của màu sẽ chọn với độ tinh khiết cực đại. Nhận xét • Mô hình HSV trực giác hơn mô hình RGB. Bắt đầu từ Hue (H cho trước và V=1, S=1). thay đổi S: Bổ sung hay bớt trắng, thay đổi V: Bổ sung hay bớt đen cho đến khi có màu mong muốn. ?? Thuật toán chuyển đổi qua lại giữa 2 hệ màu RGB-HSV ??Không gian màu HSI và thuật toán chuyển đổi RGB-HSI, Bài giảng Xử lý ảnh số 14 GV. Mai Cường Thọ Chương II Thu nhận ảnh và các kỹ thuật tái hiện ảnh I. Thiêt bị thu nhận ảnh - Máy quay (Cameras) cộng với bộ chuyển đổi tương tự số. - Máy quét (Scaners) chuyên dụng. - Các bộ cảm biến ảnh(Sensors). Hệ thống thu nhận ảnh thực hiện 2 quá trình: + Cảm biến: biến đổi năng lượng quang học thành năng lượng điện. + Tổng hợp năng lượng điện thành ảnh điện. II. Số hóa ảnh - Ảnh thu được từ các thiết bị thu nhận ảnh có thể là ảnh tương tự hoặc ảnh số. Trong trường hợp ảnh tương tự, chúng ta phải tiến hành quá trình số hóa ảnh để có thể xử lý được bằng máy tính. - Về lý thuyết số hóa tín hiệu đã được học trong môn học “Xử lý tín hiệu số”. Tuy nhiên ta mới thực hiện đối với tín hiệu 1 chiều, với tín hiệu 2 chiều ta chúng sẽ tiến hành tương tự. . Bài giảng Xử lý ảnh số 8 GV. Mai Cường Thọ 22 222 21 1 12 21 12 211 12 222 22 0 – D 4 (p,q) = |x-s| + |y-t| Ví d ụ : T ậ p các pixel v ớ i D 4 2 ≤ kể từ p(x,y): ChessBoard Distance. số 12 GV. Mai Cường Thọ II.3 Mô hình màu CMY -Gồm 3 thành phần màu cơ bản cyan, magenta, yellow. Là bù màu của không gian GRB. Mối quan hệ giữa 2 không gian C = 1.0 – R M = 1.0 - G. ?? Thuật toán chuyển đổi qua lại giữa 2 hệ màu RGB-HSV ??Không gian màu HSI và thuật toán chuyển đổi RGB-HSI, Bài giảng Xử lý ảnh số 14 GV. Mai Cường Thọ Chương II Thu nhận ảnh và các kỹ