Xử lý ảnh số - Mở Đàu doc

Chu . o . ng 1 MO . ˙’ D - ˆ A ` U 1.1 Mu . cd¯´ı c h C´ac phu . o . ng ph´ap xu . ˙’ l´y a ˙’ nh sˆo ´ d¯ u . o . . c quan tˆam bˇa ´ t nguˆo ` nt`u . hai l˜ınh vu . . c ch´ınh: (1) nˆang cao chˆa ´ tlu . o . . ng h`ınh a ˙’ nh phu . cvu . con ngu . `o . i; v`a (2) xu . ˙’ l´y d˜u . liˆe . uda . ng h`ınh a ˙’ nh d¯ˆe ˙’ m´ay t´ınh c´o thˆe ˙’ hiˆe ˙’ ud¯u . o . . ct`u . d¯´o d¯u . a ra nh ˜u . ng quyˆe ´ td¯i . nh. Mˆo . t trong nh˜u . ng ´u . ng du . ng d¯ˆa ` u tiˆen cu ˙’ a c´ac k ˜y thuˆa . txu . ˙’ l´y a ˙’ nh trong l˜ınh vu . . c th ´u . nhˆa ´ t l`a ca ˙’ i thiˆe . n c´ac h`ınh a ˙’ nh sˆo ´ trˆen c´ac b´ao d¯u . o . . cgu . ˙’ i qua dˆay c´ap xuyˆen d¯a . i du . o . ng gi˜u . a London v`a New York. D - ˆa ` u nˇam 1920, hˆe . thˆo ´ ng truyˆe ` n c´ac h`ınh a ˙’ nh qua dˆay c´ap cu ˙’ a Bartlane d¯˜a gia ˙’ m th`o . i gian chuyˆe ˙’ nmˆo . ta ˙’ nh t`u . ho . nmˆo . t tuˆa ` n xuˆo ´ ng c`on ´ıt ho . n ba gi`o . .Nh˜u . ng thiˆe ´ tbi . in chuyˆen du . ng d¯˜a m˜a ho´a c´ac h`ınh a ˙’ nh rˆo ` i truyˆe ` n qua dˆay c´ap v`a sau d¯´o phu . chˆo ` ila . ita . ino . i nhˆa . n. Vˆa ´ nd¯ˆe ` nˆang cao chˆa ´ tlu . o . . ng h`ınh a ˙’ nh sˆo ´ l´uc d¯ˆa ` u liˆen quan d¯ˆe ´ nviˆe . clu . . acho . n c´ac phu . o . ng ph´ap in v`a sˇa ´ pxˆe ´ pla . im´u . c s´ang. C´ac phu . o . ng ph´ap xu . ˙’ l´y a ˙’ nh sˆo ´ truyˆe ` n qua dˆay c´ap tiˆe ´ ptu . cd¯u . o . . cca ˙’ itiˆe ´ n 35 nˇam kˆe ´ tiˆe ´ p. Tuy nhiˆen, d¯ˆo . ng lu . . c ph´at triˆe ˙’ nch´ınh cu ˙’ axu . ˙’ l´y a ˙’ nh l`a do gi´a th`anh m´ay t´ınh gia ˙’ mv`anh˜u . ng chu . o . ng tr`ınh nghiˆen c´u . u khˆong gian. Nˇam 1964, c´ac h`ınh a ˙’ nh chu . p mˇa . t trˇang d¯u . o . . cvˆe . tinh Ranger 7 truyˆe ` nvˆe ` tr´ai d¯ˆa ´ t d¯˜a d¯u . o . . c m´ay t´ınh ca ˙’ i thiˆe . nv`a phu . chˆo ` i (su . ˙’ a m´eo). 13 T`u . nˇam 1964 d¯ˆe ´ n nay, pha . mvi´u . ng du . ng cu ˙’ axu . ˙’ l´y a ˙’ nh khˆong ng`u . ng ph´at triˆe ˙’ n. Ngo`ai c´ac ´u . ng du . ng trong thˇam d`o v˜u tru . , c´ac k˜y thuˆa . txu . ˙’ l´y a ˙’ nh sˆo ´ gi`o . d¯ˆay d¯˜a cho ph´ep gia ˙’ i quyˆe ´ t nhiˆe ` uvˆa ´ nd¯ˆe ` kh´ac nhau. Hˆa ` uhˆe ´ t c´ac b`ai to´an n`ay thu . `o . ng su . ˙’ du . ng c´ac phu . o . ng ph´ap nhˇa ` m nˆang cao chˆa ´ tlu . o . . ng h`ınh a ˙’ nh phu . cvu . con ngu . `o . i v`a phˆan t´ıch. C´o thˆe ˙’ kˆe ˙’ d¯ ˆe ´ nmˆo . t v`ai ng`anh c´o ´u . ng du . ng xu . ˙’ l´y a ˙’ nh: d¯i . achˆa ´ t thˇam d`o, sinh ho . c, y ho . c, vˆa . tl´y, ho´a ho . c Pha . mvi´u . ng du . ng ch´ınh th´u . hai cu ˙’ axu . ˙’ l´y a ˙’ nh l`a gia ˙’ i quyˆe ´ t b`ai to´an m´ay ho . c. Trong tru . `o . ng ho . . p n`ay, vˆa ´ nd¯ˆe ` quan tˆam l`a c´ac phu . o . ng ph´ap t´ach thˆong tin t`u . a ˙’ nh o . ˙’ da . ng th´ıch ho . . pd¯ˆe ˙’ m´ay t´ınh c´o thˆe ˙’ xu . ˙’ l´y. Thˆong thu . `o . ng, thˆong tin n`ay ´ıt giˆo ´ ng v´o . i c´ac d¯ˇa . c tru . ng m`a con ngu . `o . isu . ˙’ du . ng d¯ˆe ˙’ diˆe ˜ n gia ˙’ ing˜u . ca ˙’ nh cu ˙’ aa ˙’ nh. V´ıdu . c´ac thˆong tin m`a m´ay ho . c l`a c´ac moment thˆo ´ ng kˆe, c´ac hˆe . sˆo ´ biˆe ´ nd¯ˆo ˙’ i Fourier, v`a c´ac d¯ˆo . d¯o hay khoa ˙’ ng c´ach nhiˆe ` u chiˆe ` u. Nh˜u . ng vˆa ´ nd¯ˆe ` tiˆeu biˆe ˙’ u trong m´ay ho . cthu . `o . ng su . ˙’ du . ng k˜y thuˆa . txu . ˙’ l´y a ˙’ nh l`a: nhˆa . nda . ng ch˜u . viˆe ´ t, m´ay nh`ın cˆong nghiˆe . pd¯ˆe ˙’ d¯ i ˆe ` u khiˆe ˙’ n v`a kiˆe ˙’ m tra sa ˙’ n phˆa ˙’ m, nhˆa . n da . ng mu . c tiˆeu quˆan su . . ,tu . . d¯ ˆo . ng ho´a xu . ˙’ l´y vˆan tay, hiˆe ˙’ n thi . c´ac tia x v`a c´ac mˆa ˜ u m´au, m´ay xu . ˙’ l´y a ˙’ nh khˆong gian v`a a ˙’ nh vˆe . tinh d¯ˆe ˙’ du . . b´ao th`o . itiˆe ´ t 1.2 Biˆe ˙’ udiˆe ˜ na ˙’ nh sˆo ´ Thuˆa . tng˜u . a ˙’ nh d¯o . nsˇa ´ c hay d¯o . n gia ˙’ n a ˙’ nh ´am chı ˙’ d¯ ˆe ´ n h`am cu . `o . ng d¯ˆo . s´ang hai chiˆe ` u f(x, y), trong d¯´o x v`a y k´yhiˆe . u c´ac to . ad¯ˆo . khˆong gian v`a gi´a tri . cu ˙’ a f ta . id¯iˆe ˙’ m(x, y) tı ˙’ lˆe . v´o . id¯ˆo . s´ang (hay m´u . c x´am)cu ˙’ aa ˙’ nh ta . id¯iˆe ˙’ m n`ay. Mˆo . t a ˙’ nh sˆo ´ l`a a ˙’ nh f d¯ u . o . . csˆo ´ ho´a vˆe ` c´ac to . ad¯ˆo . khˆong gian v`a d¯ˆo . s´ang. A ˙’ nh sˆo ´ c´o thˆe ˙’ xem nhu . mˆo . t ma trˆa . n m`a c´ac chı ˙’ sˆo ´ h`ang v`a chı ˙’ sˆo ´ cˆo . td¯ˆo ` ng nhˆa ´ tv´o . imˆo . td¯iˆe ˙’ m trong a ˙’ nh v`a phˆa ` ntu . ˙’ trong ma trˆa . ntu . o . ng ´u . ng v´o . im´u . c x´am ta . id¯iˆe ˙’ m n`ay. C´ac phˆa ` n tu . ˙’ cu ˙’ ama ˙’ ng thu . `o . ng go . il`ad¯ i ˆe ˙’ ma ˙’ nh hay pixel. Mˇa . cd`u k´ıch thu . ´o . ccu ˙’ aa ˙’ nh sˆo ´ thay d¯ˆo ˙’ i tu `y theo t`u . ng ´u . ng du . ng, trong gi´ao tr`ınh minh ho . anh˜u . ng thuˆa . nlo . . i khi cho . n c´ac ma ˙’ ng vuˆong v´o . i c´ac k´ıch thu . ´o . cv`asˆo ´ c´ac m´u . c x´am l`a lu˜yth`u . acu ˙’ a 2. Chˇa ˙’ ng ha . n c´ac ma trˆa . na ˙’ nh k´ıch thu . ´o . c 512 ×512 v´o . i 128 m´u . c x´am. 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B`ai to´an . Kˆe ´ t qua ˙’ Thu nhˆa . n a ˙’ nh Tiˆe ` n xu . ˙’ l´y Co . so . ˙’ tri th´u . c Nhˆa . nda . ng v`a nˆo . i suy Phˆan d¯oa . n a ˙’ nh Biˆe ˙’ udiˆe ˜ nv`a miˆeu ta ˙’ H`ınh 1.1: C´ac bu . ´o . cco . ba ˙’ n trong xu . ˙’ l´y a ˙’ nh sˆo ´ . 1.3 C´ac bu . ´o . cco . ba ˙’ n trong xu . ˙’ l´ya ˙’ nh Xu . ˙’ l´y a ˙’ nh sˆo ´ bao gˆo ` m nhiˆe ` u l˜ınh vu . . c kh´ac nhau: phˆa ` nc´u . ng, phˆa ` nmˆe ` m v`a c´ac co . so . ˙’ l´y thuyˆe ´ t. Hˆe . thˆo ´ ng xu . ˙’ l´y a ˙’ nh cho ph´ep tiˆe ´ p nhˆa . n khung ca ˙’ nh hoˇa . ca ˙’ nh o . ˙’ d¯ ˆa ` u v`ao, thu . . chiˆe . nmˆo . t d˜ay c´ac xu . ˙’ l´y d¯a da . ng d¯ˆe ˙’ ta . o ra mˆo . ta ˙’ nh o . ˙’ d¯ ˆa ` u ra mang nh˜u . ng thˆong tin cˆa ` n thiˆe ´ t; t`u . d¯ ´o r ´ut ra d¯u . o . . c c´ac d¯ˇa . c tru . ng cho ph´ep hiˆe ˙’ ud¯u . o . . c khung ca ˙’ nh, a ˙’ nh. C´ac phu . o . ng ph´ap v`a k ˜y thuˆa . txu . ˙’ l´y a ˙’ nh nhˇa ` m thiˆe ´ tkˆe ´ c´ac m´ay t´ınh c´o kha ˙’ nˇang nh`ın v`a hiˆe ˙’ ud¯u . o . . ca ˙’ nh nhu . con ngu . `o . i, gi´up cho con ngu . `o . i c´o thˆe ˙’ quan s´at d¯u . o . . c nh˜u . ng d¯ˆo ´ itu . o . . ng m`a ho . khˆong thˆe ˙’ t´o . id¯u . o . . c. C´o thˆe ˙’ n´oi, xu . ˙’ l´y a ˙’ nh l`a mˆo . t qu´a tr`ınh ph ´u . cta . p v`a d¯a da . ng c´o liˆen quan d¯ˆe ´ n nhiˆe ` u l˜ınh vu . . c kh´ac nhau. Mu . c n`ay d¯ˆe ` cˆa . pd¯ˆe ´ nnh˜u . ng bu . ´o . cco . ba ˙’ nd¯ˆe ˙’ thu . . chiˆe . nmˆo . t tiˆe ´ n tr`ınh xu . ˙’ l´y a ˙’ nh. H`ınh 1.1 tr`ınh b`ay so . d¯ ˆo ` xu . ˙’ l´y a ˙’ nh. D - ˆe ˙’ minh ho . a, ch´ung ta x´et b`ai to´an tu . . d¯ ˆo . ng ho´a viˆe . cd¯o . cd¯i . achı ˙’ trˆen c´ac b´u . cthu . m`a trong d¯´o d¯ˆa ` u ra l`a chuˆo ˜ ic´ack´ytu . . . Bu . ´o . cd¯ˆa ` u tiˆen trong xu . ˙’ l´y a ˙’ nh l`a thu nhˆa . na ˙’ nh (image acquisition), t ´u . cl`athu nhˆa . nmˆo . ta ˙’ nh sˆo ´ .Viˆe . cd¯o . cthu . du . . a trˆen c´ac camera qu´et d`ong. Bu . ´o . ckˆe ´ tiˆe ´ p nhˇa ` m tiˆe ` nxu . ˙’ l´y a ˙’ nh (preprocessing): nˆang cao chˆa ´ tlu . o . . ng a ˙’ nh d¯ˆe ˙’ c´ac qu´a tr`ınh tiˆe ´ p theo d¯a . thiˆe . u qua ˙’ tˆo ´ t. Trong tru . `o . ng ho . . pcu ˙’ av´ıdu . trˆen, tiˆe ` nxu . ˙’ l´y 15 nhˇa ` m nˆang cao d¯ˆo . tu . o . ng pha ˙’ n, khu . ˙’ nhiˆe ˜ u v`a t´ach nh˜u . ng v `ung cˆo lˆa . pm`akˆe ´ tcˆa ´ ucu ˙’ a n´o c´o kha ˙’ nˇang mang thˆong tin cu ˙’ ak´ytu . . . Giai d¯oa . nth´u . ba nhˇa ` m phˆan d¯oa . na ˙’ nh (segmentation) t´u . c l`a phˆan a ˙’ nh th`anh t`u . ng d¯ˆo ´ itu . o . . ng hoˇa . cnh˜u . ng phˆa ` n c´o ´y ngh˜ıa. D - ˆay l`a mˆo . t trong nh˜u . ng tiˆe ´ n tr`ınh kh´o nhˆa ´ t trong qu´a tr`ınh xu . ˙’ l´y a ˙’ nh sˆo ´ .Viˆe . c phˆan d¯oa . ntˆo ´ ts˜edˆa ˜ nd¯ˆe ´ nnh˜u . ng l`o . i gia ˙’ i th`anh cˆong trong xu . ˙’ l´y. Mˇa . t kh´ac, nh˜u . ng thuˆa . t to´an phˆan d¯oa . nyˆe ´ u hay khˆong ˆo ˙’ n d¯ i . nh hˆa ` unhu . s˜e dˆa ˜ nd¯ˆe ´ nnh˜u . ng kˆe ´ t luˆa . n sai. Trong nhˆa . nda . ng k´y tu . . , vai tr`o ch´ınh cu ˙’ atiˆe ´ n tr`ınh phˆan d¯oa . n l`a t´ach c´ac k´ytu . . v`a c´ac t`u . ra kho ˙’ inˆe ` n. D - ˆa ` u ra cu ˙’ a giai d¯oa . n phˆan d¯oa . n l`a d˜ay c´ac pixel tu . o . ng ´u . ng c´ac d¯u . `o . ng biˆen cu ˙’ a v`ung hoˇa . ctˆa ´ tca ˙’ c´ac d¯iˆe ˙’ m trong v`ung. Trong ca ˙’ hai tru . `o . ng ho . . p, viˆe . c chuyˆe ˙’ nd¯ˆo ˙’ id˜u . liˆe . u th`anh da . ng th´ıch ho . . pd¯ˆe ˙’ m´ay t´ınh xu . ˙’ l´y l`a cˆa ` n thiˆe ´ t. Quyˆe ´ td¯i . nh d¯ˆa ` u tiˆen cˆa ` n l`am l`a biˆe ˙’ udiˆe ˜ n (representation) d˜u . liˆe . uda . ng biˆen hay v`ung. Biˆe ˙’ udiˆe ˜ nbiˆen th´ıch ho . . p khi ch´ung ta muˆo ´ ntˆa . p trung v`ao c´ac d¯ˇa . c tru . ng h`ınh d´ang bˆen ngo`ai nhu . c´ac g´oc hay d¯iˆe ˙’ muˆo ´ n. Biˆe ˙’ udiˆe ˜ nv`ung th´ıch ho . . pv´o . inh˜u . ng t´ınh chˆa ´ tbˆen trong nhu . kˆe ´ tcˆa ´ u hay d´ang diˆe . ucu ˙’ abˆo . khung. Tuy nhiˆen, trong mˆo . t v`ai ´u . ng du . ng, c´ac biˆe ˙’ udiˆe ˜ n n`ay c`ung tˆo ` nta . i. V´ıdu . trong nhˆa . nda . ng k´ytu . . , c´ac thuˆa . t to´an thu . `o . ng du . . a trˆen h`ınh d´ang bˆen ngo`ai c˜ung nhu . nh˜u . ng t´ınh chˆa ´ tbˆen trong. Viˆe . clu . . acho . nphu . o . ng ph´ap biˆe ˙’ udiˆe ˜ nchı ˙’ l`a mˆo . t phˆa ` ncu ˙’ aviˆe . cbiˆe ´ nd¯ˆo ˙’ isˆo ´ liˆe . u th`anh da . ng th´ıch ho . . pchotiˆe ´ n tr`ınh xu . ˙’ l´y vˆe ` sau. Tiˆe ´ p theo cˆa ` n miˆeu ta ˙’ d˜u . liˆe . u sao cho nh˜u . ng d¯ˇa . c tru . ng quan tˆam d¯u . o . . c l`am nˆo ˙’ ibˆa . t. Miˆeu ta ˙’ (description) hay tr´ıch cho . nd¯ˇa . c tru . ng (feature selection) nhˇa ` m tr´ıch c´ac d¯ˇa . c tru . ng du . ´o . ida . ng thˆong tin d¯i . nh lu . o . . ng hoˇa . cnh˜u . ng d¯ˇa . c tru . ng l`a co . so . ˙’ d¯ ˆe ˙’ phˆan loa . imˆo . tl´o . p c´ac d¯ˆo ´ itu . o . . ng v´o . i c´ac l´o . p kh´ac. Trong nhˆa . nda . ng k´y tu . . , c´ac miˆeu ta ˙’ nhu . lˆo ˜ hˆo ˙’ ng hay moment l`a nh ˜u . ng d¯ˇa . c tru . ng rˆa ´ ttˆo ´ t cho ph´ep phˆan biˆe . t c´ac k´ytu . . . Giai d¯oa . n cuˆo ´ i trong H`ınh 1.1 l`a nhˆa . nda . ng v`a nˆo . i suy. Nhˆa . nda . ng (recognition) l`a qu´a tr`ınh g´an mˆo . t nh˜an cho mˆo . td¯ˆo ´ itu . o . . ng du . . a trˆen thˆong tin d¯u . o . . c cung cˆa ´ pbo . ˙’ i c´ac d¯ˇa . c tru . ng cu ˙’ ad¯ˆo ´ itu . o . . ng. Nˆo . i suy (interpretation) liˆen quan d¯ˆe ´ nviˆe . c g´an ´y ngh˜ıa cho tˆa . p c´ac d¯ˆo ´ itu . o . . ng d¯u . o . . c nhˆa . nda . ng. Chˇa ˙’ ng ha . n, d¯ˆe ˙’ nhˆa . nda . ng k´y tu . . c ch´ung ta cˆa ` nkˆe ´ tho . . p c´ac miˆeu ta ˙’ cu ˙’ ak´ytu . . n`ay v´o . i nh˜an c. Nˆo . i suy nhˇa ` m g´an ´y ngh˜ıa cho tˆa . p c´ac thu . . cthˆe ˙’ d¯˜a d¯u . o . . c g´an nh˜an. Chˇa ˙’ ng ha . n, mˆo . tchuˆo ˜ i s´au sˆo ´ hoˇa . c ba sˆo ´ tiˆe ´ p theo s´au sˆo ´ c´o thˆe ˙’ phiˆen di . chl`amˆo . t m˜a sˆo ´ d¯ i ˆe . n thoa . i. H`ınh 1.1 c˜ung cho thˆa ´ ysu . . cˆa ` n thiˆe ´ tcu ˙’ atiˆe ` n tri th´u . cv`amˆo ´ itu . o . ng t´ac gi˜u . a co . so . ˙’ tri th´u . c (knowledge base) v`a c´ac module xu . ˙’ l´y. Tri th´u . cvˆe ` c´ac d¯ˆo ´ itu . o . . ng trong hˆe . 16 thˆo ´ ng xu . ˙’ l´y a ˙’ nh d¯u . o . . c m˜a ho´a th`anh mˆo . tco . so . ˙’ d˜u . liˆe . u tri th´u . c. Tri th´u . cc´othˆe ˙’ d¯ o . n gia ˙’ nnhu . nh˜u . ng v`ung chi tiˆe ´ tcu ˙’ amˆo . ta ˙’ nh m`a thˆong tin quan tˆam d¯˜a biˆe ´ td¯u . o . . c x´ac d¯ i . nh. Tri th´u . cc˜ung c´o thˆe ˙’ ho`an to`an ph´u . cta . pnhu . danh s´ach c´o quan hˆe . v´o . i nhau tˆa ´ tca ˙’ c´ac khuyˆe ´ ttˆa . t ch´ınh c´o thˆe ˙’ trong kiˆe ˙’ m tra vˆa . tliˆe . u hoˇa . cco . so . ˙’ d˜u . liˆe . ua ˙’ nh ch´u . a c´ac a ˙’ nh chu . pvˆe . tinh cu ˙’ amˆo . tv`ung v´o . id¯ˆo . n´et cao d¯u . o . . cnˆo ´ iv´o . inh˜u . ng ´u . ng du . ng ph´at hiˆe . nsu . . thay d¯ˆo ˙’ i. Ngo`ai viˆe . cchı ˙’ d¯ a . osu . . hoa . td¯ˆo . ng cu ˙’ at`u . ng module, co . so . ˙’ tri th ´u . c c˜ung g´op phˆa ` nd¯iˆe ` u khiˆe ˙’ ntu . o . ng t´ac gi ˜u . a c´ac module. Trong H`ınh 1.1, c´ac m˜ui tˆen hai chiˆe ` uthˆe ˙’ hiˆe . nsu . . tu . o . ng t´ac gi˜u . a c´ac module v`a co . so . ˙’ tri th´u . c v`a c´ac m˜ui tˆen mˆo . t chiˆe ` uliˆenkˆe ´ tgi˜u . a c´ac module. D - iˆe ` u n`ay n´oi chung thˆe ˙’ hiˆe . nviˆe . c truyˆe ` n thˆong gi˜u . a c´ac module xu . ˙’ l´y du . . a trˆen co . so . ˙’ tiˆe ` n tri th´u . c. V´ı du . ,d¯ˆe ˙’ m´ay kˆe ´ t luˆa . nmˆo . tchuˆo ˜ i c´ac k´ytu . . l`a m˜a sˆo ´ v`ung d¯iˆe . n thoa . i, hˆe . thˆo ´ ng cˆa ` nd¯u . o . . c cung cˆa ´ p tri th´u . c nhˆa . nda . ng vi . tr´ı cu ˙’ achuˆo ˜ itu . o . ng ´u . ng v´o . i c´ac th`anh phˆa ` n kh´ac trong v`ung d¯i . achı ˙’ . Tri th´u . c n`ay khˆong nh˜u . ng cˆa ` n cho hoa . td¯ˆo . ng cu ˙’ amˆo ˜ i module m`a c`on cˆa ` n cho thao t´ac pha ˙’ nhˆo ` igi˜u . a c´ac module thˆong qua co . so . ˙’ tri th ´u . c. Chˇa ˙’ ng ha . n, mˆo . tchuˆo ˜ i c´ac sˆo ´ o . ˙’ vi . tr´ı d¯´ung nhu . ng chı ˙’ gˆo ` mnˇamk´ytu . . (mˆo . tc´othˆe ˙’ khˆong d¯u . o . . c nhˆa . nda . ng) d¯u . ad¯ˆe ´ n module nˆo . i suy “nghi ng`o . ” hai k´y tu . . bi . kˆe ´ tnˆo ´ ila . i. Mˆo . tyˆeu cˆa ` u pha ˙’ nhˆo ` i thˆong qua co . so . ˙’ tri th´u . cd¯ˆo ´ iv´o . i giai d¯oa . n phˆan d¯oa . nd¯ˆe ˙’ cho mˆo . t “c´ach nh`ın” kh´ac l`a mˆo . tv´ıdu . cu ˙’ aviˆe . csu . ˙’ du . ng tri th ´u . c khi thu . . chiˆe . n c´ac tiˆe ´ n tr`ınh xu . ˙’ l´y a ˙’ nh. Ch´u´yrˇa ` ng, c´ac kˆe ´ t qua ˙’ cu ˙’ axu . ˙’ l´y a ˙’ nh c´o thˆe ˙’ quan s´at ta . ibˆa ´ tc´u . bu . ´o . c n`ao trong tiˆe ´ n tr`ınh. Ngo`ai ra, khˆong pha ˙’ itˆa ´ tca ˙’ c´ac ´u . ng du . ng xu . ˙’ l´y a ˙’ nh d¯`oi ho ˙’ itˆa ´ tca ˙’ c´ac module v`a su . . tu . o . ng t´ac gi˜u . ach´ung nhu . trong H`ınh 1.1. N´oi chung, c´ac ch´u . c nˇang xu . ˙’ l´y bao gˆo ` m nhˆa . nda . ng v`a nˆo . i suy d¯u . o . . ckˆe ´ tho . . pv´o . i c´ac ´u . ng du . ng phˆan t´ıch a ˙’ nh (nhu . nhˆa . nda . ng ch˜u . viˆe ´ t) v´o . imu . c tiˆeu l`a tu . . d¯ ˆo . ng ho´a viˆe . c t´ach thˆong tin cu ˙’ amˆo . ta ˙’ nh. 1.4 C´ac th`anh phˆa ` ncu ˙’ ahˆe . thˆo ´ ng xu . ˙’ l´ya ˙’ nh C´ac th`anh phˆa ` ncu ˙’ amˆo . thˆe . thˆo ´ ng c´o kha ˙’ nˇang thu . . chiˆe . n c´ac thao t´ac xu . ˙’ l´y a ˙’ nh d¯u . o . . c d¯ ˆe ` cˆa . p trong Mu . c 1.3 bao gˆo ` m: Thu nhˆa . na ˙’ nh (image accquisition), lu . utr˜u . (storage), xu . ˙’ l´y (processing), truyˆe ` n thˆong (communication) v`a hiˆe ˙’ n thi . (display). 1.4.1 Thu nhˆa . na ˙’ nh Thu nhˆa . na ˙’ nh d¯`oi ho ˙’ i pha ˙’ iqu´et a ˙’ nh v`a dˆa ˜ nd¯ˆe ´ nviˆe . clˆa ´ ymˆa ˜ u c´ac to . ad¯ˆo . vi . tr´ı v`a lu . o . . ng tu . ˙’ ho´a c´ac m´u . c x´am. Khi tiˆe ´ n h`anh m˜a ho´a a ˙’ nh, a ˙’ nh d¯u . o . . c chuyˆe ˙’ n th`anh ma 17 trˆa . nsˆo ´ d¯ ˆe ˙’ c´o thˆe ˙’ xu . ˙’ l´y d¯u . o . . cbˇa ` ng m´ay t´ınh. C´o hai th`anh phˆa ` nd¯u . o . . csu . ˙’ du . ng d¯ˆe ˙’ thu nhˆa . na ˙’ nh. D - ˆa ` u tiˆen l`a thiˆe ´ tbi . vˆa . tl´y nha . yca ˙’ mv´o . imˆo . tda ˙’ icu ˙’ a phˆo ˙’ nˇang lu . o . . ng d¯iˆe . nt`u . tru . `o . ng (nhu . da ˙’ i tia x, da ˙’ i tia tu . ˙’ ngoa . i, da ˙’ imˇa ´ t ngu . `o . i quan s´at d¯u . o . . chayda ˙’ i tia hˆo ` ng ngoa . i). Thiˆe ´ tbi . n`ay ta . o ra t´ın hiˆe . ud¯iˆe . ntu . ˙’ tı ˙’ lˆe . v´o . im´u . c nˇang lu . o . . ng n´o ca ˙’ mbiˆe ´ n. Thiˆe ´ tbi . th ´u . hai l`a bˆo . sˆo ´ ho´a nhˇa ` m chuyˆe ˙’ nd¯ˆo ˙’ it´ınhiˆe . ud¯iˆe . ntu . ˙’ o . ˙’ da . ng tu . o . ng tu . . th`anh da . ng sˆo ´ . C´ac thˆong tin co . ba ˙’ ncu ˙’ aa ˙’ nh gˆo ´ cnhu . h`ınh da . ng, cˆa ´ utr´uc hoˇa . c m`au sˇa ´ ccu ˙’ a c´ac d¯ˆo ´ itu . o . . ng d¯u . o . . cchu . pch´u . a trong ma trˆa . nsˆo ´ tu . o . ng ´u . ng v´o . ia ˙’ nh lˆo ´ i ra. Ngo`ai ra, nh˜u . ng thˆong tin chi tiˆe ´ tcˆa ` nd¯u . o . . cgi˜u . la . i trong tiˆe ´ n tr`ınh lˆa ´ ymˆa ˜ u v`a lu . o . . ng tu . ˙’ ho´a. 1.4.2 Lu . utr˜u . Mˆo . ta ˙’ nh 8-bit k´ıch thu . ´o . c 1204 × 1204 cˆa ` n khoa ˙’ ng mˆo . t triˆe . u byte d¯ˆe ˙’ lu . utr˜u . .V`ıvˆa . y b`ai to´an lu . utr˜u . th´ıch ho . . pd˜u . liˆe . ua ˙’ nh l`a mˆo . tvˆa ´ nd¯ˆe ` trong viˆe . c thiˆe ´ tkˆe ´ c´ac hˆe . thˆo ´ ng xu . ˙’ l´y a ˙’ nh. C´o ba phu . o . ng ph´ap lu . utr˜u . d˜u . liˆe . ua ˙’ nh trong c´ac ´u . ng du . ng xu . ˙’ l´y a ˙’ nh l`a: (1) lu . utr˜u . th`o . i gian ngˇa ´ nd¯ˆe ˙’ d`ung trong suˆo ´ t qu´a tr`ınh xu . ˙’ l´y; (2) l˜u . utr˜u . tru . . c tuyˆe ´ nd¯ˆo ´ iv´o . inh˜u . ng l`o . igo . itu . o . ng d¯ˆo ´ i nhanh; v`a (3) lu . utr˜u . vˇan thu . trong nh˜u . ng tru . `o . ng ho . . p ´ıt khi truy cˆa . p. Lu . utr˜u . d¯ u . o . . cd¯obˇa ` ng byte (8 bit), Kbyte, Mbyte, Gbyte v`a Tbyte. D - ˆe ˙’ lu . utr˜u . d˜u . liˆe . ua ˙’ nh trong th`o . i gian ngˇa ´ n, ch´ung ta c´o thˆe ˙’ su . ˙’ du . ng bˆo . nh´o . m´ay t´ınh hoˇa . c c´ac ba ˙’ ng ma . ch d¯ˇa . cbiˆe . tgo . i l`a c´ac bˆo . nh´o . d¯ ˆe . m. C´ac phu . o . ng ph´ap n`ay cho ph´ep truy cˆa . pd˜u . liˆe . u nhanh ch´ong, thu . `o . ng bˇa ` ng tˆo ´ cd¯ˆo . cu ˙’ a video (30 a ˙’ nh trong mˆo . t giˆay). Lu . utr˜u . tru . . c tuyˆe ´ nthu . `o . ng o . ˙’ da . ng d¯˜ı a t `u . hay gˆa ` n d¯ˆay l`a thiˆe ´ tbi . lu . utr˜u . quang- t`u . (magneto-optical storga) su . ˙’ du . ng laser v`a nh ˜u . ng cˆong nghˆe . vˆa . tliˆe . ud¯ˇa . cbiˆe . tcho ph´ep lu . utr˜u . khoa ˙’ ng 1 Gb trˆen d¯˜ıa quang 5 1 4 in. D - ˇa . c tru . ng ch´ınh cu ˙’ alu . utr˜u . tru . . c tuyˆe ´ n l`a truy cˆa . pd˜u . liˆe . uthu . `o . ng xuyˆen. Viˆe . clu . utr˜u . vˇan thu . trong nh˜u . ng tru . `o . ng ho . . pd˜u . liˆe . ucˆa ` nlu . u nhiˆe ` unhu . ng ´ıt khi truy cˆa . p. C´ac bˇang t`u . hay d¯˜ıa quang ho . cthu . `o . ng d¯u . o . . csu . ˙’ du . ng trong mu . cd¯´ı c h n`ay. 18 C´ac thiˆe ´ tbi . lu . utr˜u . d¯ ˆe ` cˆa . p trˆen thu . `o . ng lu . utr˜u . d˜u . liˆe . uo . ˙’ da . ng sˆo ´ .Hiˆe ´ mc´o nh˜u . ng ´u . ng du . ng lu . utr˜u . a ˙’ nh o . ˙’ da . ng tu . o . ng tu . . (c´ac phim chu . p hay bˇang video). 1.4.3 Xu . ˙’ l´y Xu . ˙’ l´y a ˙’ nh sˆo ´ liˆen quan d¯ˆe ´ nnh˜u . ng thu ˙’ tu . cd¯u . o . . cbiˆe ˙’ udiˆe ˜ no . ˙’ da . ng thuˆa . t to´an. V`ı vˆa . y, ngoa . itr`u . thu nhˆa . na ˙’ nh v`a hiˆe ˙’ n thi . ,hˆa ` uhˆe ´ t c´ac ch´u . c nˇang xu . ˙’ l´y a ˙’ nh d¯u . o . . c thu . . chiˆe . n bo . ˙’ i phˆa ` nmˆe ` m. Su . ˙’ du . ng nh˜u . ng thiˆe ´ tbi . (phˆa ` nc´u . ng) chuyˆen du . ng trong xu . ˙’ l´y a ˙’ nh chı ˙’ nhˇa ` m tˇang tˆo ´ cd¯ˆo . trong mˆo . t v`ai ´u . ng du . ng hoˇa . c khˇa ´ c phu . cmˆo . tsˆo ´ gi´o . iha . nco . ba ˙’ ncu ˙’ a m´ay t´ınh. 1.4.4 Truyˆe ` n thˆong Viˆe . c truyˆe ` n thˆong trong xu . ˙’ l´y a ˙’ nh sˆo ´ chu ˙’ yˆe ´ u liˆen quan d¯ˆe ´ n truyˆe ` n thˆong cu . cbˆo . gi˜u . a c´ac hˆe . xu . ˙’ l´y a ˙’ nh v`a truyˆe ` n thˆong tin t`u . no . i n`ay d¯ˆe ´ nno . i kh´ac, d¯ˇa . cbiˆe . t trong viˆe . c truyˆe ` nd˜u . liˆe . ua ˙’ nh. Phˆa ` nc´u . ng v`a phˆa ` nmˆe ` md¯ˆe ˙’ truyˆe ` n thˆong cu . cbˆo . c´o thˆe ˙’ su . ˙’ du . ng mˆo . t c´ach dˆe ˜ d`ang d¯ˆo ´ iv´o . ihˆa ` uhˆe ´ t c´ac m´ay t´ınh. Nhiˆe ` u s´ach vˆe ` ma . ng m´ay t´ınh gia ˙’ i th´ıch rˆa ´ t r˜o c´ac nghi th´u . c (protocol) giao tiˆe ´ p chuˆa ˙’ n. Truyˆe ` n thˆong d¯ˆe ´ nmˆo . tno . irˆa ´ t xa l`a mˆo . t b`ai to´an c´o ´y ngh˜ıa khi ch´ung ta muˆo ´ n truyˆe ` nd˜u . liˆe . ua ˙’ nh ho . n l`a nh˜u . ng kˆe ´ t qua ˙’ t´om tˇa ´ t. D - u . `o . ng dˆay d¯iˆe . n thoa . i c´o thˆe ˙’ truyˆe ` nv´o . itˆo ´ cd¯ˆo . cu . . cd¯a . i l`a 9.600 bits/sec. Do d¯´o d¯ˆe ˙’ truyˆe ` nmˆo . ta ˙’ nh 8-bit k´ıch thu . ´o . c 512 ×512 trˆen d¯u . `o . ng dˆay d¯iˆe . n thoa . ich´ung ta mˆa ´ t khoa ˙’ ng 5 ph´ut. Vˆo tuyˆe ´ nsu . ˙’ du . ng c´ac tra . m trung gian nhu . c´ac vˆe . tinh s˜e nhanh ho . nrˆa ´ t nhiˆe ` unhu . ng gi´a th`anh cao. V`ı vˆa . yviˆe . c truyˆe ` nd˜u . liˆe . ua ˙’ nh l`a vˆa ´ nd¯ˆe ` khˆong tˆa ` mthu . `o . ng. Chu . o . ng 6 tr`ınh b`ay c´ac phu . o . ng ph´ap n´en d˜u . liˆe . u v`a gia ˙’ i n´en d¯´ong vai tr`o trung tˆam trong b`ai to´an n`ay. 1.4.5 Hiˆe ˙’ n thi . C´ac m`an h`ınh d¯o . nsˇa ´ c v`a TV m`au l`a nh˜u . ng thiˆe ´ tbi . hiˆe ˙’ n thi . ch´ınh d¯u . o . . csu . ˙’ du . ng trong c´ac hˆe . thˆo ´ ng xu . ˙’ l´y a ˙’ nh hiˆe . nd¯a . i. C´ac m`an h`ınh d¯u . o . . cd¯iˆe ` u khiˆe ˙’ nbo . ˙’ id¯ˆa ` u ra cu ˙’ a mˆo . t module hiˆe ˙’ n thi . a ˙’ nh o . ˙’ ph´ıa sau cu ˙’ a m´ay t´ınh chu ˙’ hoˇa . cl`amˆo . tbˆo . phˆa . ncu ˙’ a phˆa ` n c´u . ng d¯u . o . . ckˆe ´ tnˆo ´ iv´o . imˆo . tbˆo . xu . ˙’ l´y a ˙’ nh. C´ac t´ın hiˆe . uta . id¯ˆa ` u ra cu ˙’ a module hiˆe ˙’ n thi . c˜ung c´o thˆe ˙’ dˆa ˜ nd¯ˆe ´ nmˆo . t thiˆe ´ tbi . ghi h`ınh a ˙’ nh d¯ˆe ˙’ ta . o ra mˆo . tba ˙’ n sao (c´ac slide, 19 a ˙’ nh chu . p hoˇa . c phim) cu ˙’ aa ˙’ nh trˆen m`an h`ınh. C´ac thiˆe ´ tbi . hiˆe ˙’ n thi . kh´ac bao gˆo ` mhˆe . thˆo ´ ng c´ac d¯`en chˆan khˆong truy cˆa . p ngˆa ˜ u nhiˆen (random-access cathode ray tubes) v`a c´ac thiˆe ´ tbi . in. 20 . thiˆe ´ tbi . lu . utr˜u . quang- t`u . (magneto-optical storga) su . ˙’ du . ng laser v`a nh ˜u . ng cˆong nghˆe . vˆa . tliˆe . ud¯ˇa . cbiˆe . tcho ph´ep lu . utr˜u . khoa ˙’ ng 1 Gb trˆen d¯˜ıa quang 5 1 4 in. D - ˇa . c. qua ˙’ t´om tˇa ´ t. D - u . `o . ng dˆay d¯iˆe . n thoa . i c´o thˆe ˙’ truyˆe ` nv´o . itˆo ´ cd¯ˆo . cu . . cd¯a . i l`a 9.600 bits/sec. Do d¯´o d¯ˆe ˙’ truyˆe ` nmˆo . ta ˙’ nh 8-bit k´ıch thu . ´o . c 512. bu . ´o . cco . ba ˙’ nd¯ˆe ˙’ thu . . chiˆe . nmˆo . t tiˆe ´ n tr`ınh xu . ˙’ l´y a ˙’ nh. H`ınh 1.1 tr`ınh b`ay so . d¯ ˆo ` xu . ˙’ l´y a ˙’ nh. D - ˆe ˙’ minh ho . a, ch´ung ta x´et b`ai to´an tu . . d¯ ˆo . ng ho´a viˆe . cd¯o . cd¯i . achı ˙’ trˆen