GNU Image Manipulation Program(GIMP)

GNU Image Manipulation Program(GIMP) tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các...

Chơng Hai: thu nhận ảnh2 thu nhận ảnh image representation and modelingChơng này giới thiệu quá trình thu nhận ảnh cũng nh các thiết bị dùng trong hệ thống xử lý ảnh. Tiếp theo là quá trình lấy mẫu và lợng tử hoá ảnh. Đồng thời cũng giới thiệu một số phơng pháp biểu diễn ảnh, các kiểu tệp và cấu trúc của chúng dùng trong lu trữ ảnh nh .IMG, .PCX,TIFF, Cuối cùng, trình bày nguyên tắc tái hiện ảnh gồm các kỹ thuật Bayer Dithering, Rylander Pattern Matrix 2.1 các thiết bị thu nhận ảnh và kỹ thuật phân tích màu 2.1.1 Thiết bị thu nhận ảnhMột hệ thống xử lý ảnh có thể trang bị kèm theo các hệ thống thông tin địa lý - GIS (Geographical Information System) hay hệ MORPHO (giá khoảng7 đến 8 triệu USD) hoặc có thể là hệ thống máy tính cá nhân. Các thiết bị thu ảnh thông thờng gồm máy quay (camera) cộng với bộ chuyển đổi tơng tự số AD(Analog to Digital) hoặc máy quét (scanner) chuyên dụng.Các thiết bị thu nhận ảnh này có thể cho ảnh trắng đen B/W (Black & White) với mật độ từ 400 đến 1600 dpi (dot per inch) hoặc ảnh màu 600 dpi. Với ảnh B/W mức màu z là 0 hoặc 1. Với ảnh đa cấp xám, mức xám biến thiên từ 0 đến 255. ảnh màu, mỗi điểm ảnh lu trữ trong 3 bytes và do đó ta có 2 8x3 = 2 24 màu (cỡ 16, 7 triệu màu).Khi dùng scanner, một dòng photodiot sẽ quét ngang ảnh (quét theo hàng) và cho ảnh với độ phân giải ngang khá tốt. Đầu ra của scanner là ảnh ma trận số mà ta quen gọi là bản đồ ảnh (ảnh Bitmap). Bộ số hoá (digitalizer) sẽ tạo ảnh vector có hớng.Trong xử lý ảnh bằng máy tính, ta không thể không nói đến thiết bị monitor (màn hình) để hiện ảnh. Monitor có nhiều loại khác nhau:- CGA : 640 x 320 x 16 màu,- EGA : 640 x 350 x 16 màu,- VGA : 640 x 480 x 16 màu,- SVGA: 1024 x 768 x 256 màu.Với ảnh màu, có nhiều cách tổ hợp màu khác nhau. Theo lý thuyết màu do Thomas đa ra từ năm 1802, mọi màu đều có thể tổ hợp từ 3 màu cơ bản: Red (đỏ), Green (lục) và Blue (lơ). Thiết bị ra ảnh có thể là máy in đen trắng, máy in màu hay máy vẽ (plotter). Máy vẽ cũng có nhiều loại: loại dùng bút, loại phun mực.Nhìn chung, các hệ thống thu nhận ảnh thực hiện 2 quá trình:- Cảm biến: biến đổi năng lợng quang học (ánh sáng) thành năng lợng điện.- Tổng hợp năng lợng điện thành ảnh.2.1.2 Biểu diễn màuánh sáng màu là tổ hợp của ánh sáng đơn sắc. Mắt ngời chỉ có thể cảm nhận đợc vài chục màu, song lại có thể phân biệt đợc tới hàng ngàn màu. Có 3 thuộc tính chủ yếu trong cảm nhận màu:- Brightness: sắc màu, còn gọi là độ chói.Nhập môn xử lý ảnh số - ĐHBK Hà nội GNU Image Manipulation Program(GIMP) GNU Image Manipulation Program(GIMP) Bởi: Wiki Pedia GIMP (viết tắt GNU Image Manipulation Program) chương trình máy tính xử lý hình ảnh phát triển GNU Nó chương trình để tạo xử lý đồ họa mảng, có hỗ trợ cho đồ họa véc tơ Đây dự án phần mềm mã nguồn mở, miễn phí, bắt đầu xây dựng từ năm 1995 nhờ Spencer Kimball Peter Mattis bảo trì nhóm tình nguyện viên Phần mềm có giấy phép GNU General Public License Giao diện tiếng Việt cho phần mềm tương đối hạn chế So sánh với Adobe Photoshop GIMP 2.4.5 chạy ubuntu Hơn: - Photoshop giấy phép hỗ trợ cho hệ thống khớp màu Pantone - GIMP chưa xử lý ảnh 16 bit kênh Kém: 1/3 GNU Image Manipulation Program(GIMP) - Số lượng plugin Photoshop nhiều - GIMP hỗ trợ cho màu điểm - GIMP bị hạn chế chỉnh Gamma - GIMP bị hạn chế quản lý màu thông qua LittleCMS Nguyên nhân gimp công cụ sử dụng linux, mà window lại nhiều người sử dụng Xem thêm - GIMPshop - GIMP với giao diện quen thuộc Photoshop - Adobe Photoshop Liên kết Chính thức - Trang chủ GIMP - Tài nguyên cho Lập trình viên GIMP - Gimp OpenOffice Draw - GIMP OpenUsability Bên thứ ba - GIMP cho Windows - alt.pg WinGIMP - GIMPshop.com - GIMPShop.net - GIMPshop cho Mac OS X Linux - Linuxartist: phần GIMP 2/3 GNU Image Manipulation Program(GIMP) Sách GIMP - Wiki cho GIMP - Các sách GIMP Hướng dẫn dùng GIMP - CoolText – Tạo hình ảnh mạng GIMP - Ví dụ hướng dẫn GIMP 3/3 CAMERAPhân tíchảnhNhận dạngThu nhận ảnhSố hoáHệ thốngThu nhận ảnhChương Một: NHẬP MÔN XỬ LÝ ẢNH NHẬP MÔN XỬ LÝ ẢNH INTRODUCTION TO DIGITAL IMAGE PROCESSING1.1 TỔNG QUAN VỀ MỘT HỆ THỐNG XỬ LÝ ẢNHXử lý ảnh là một khoa học còn tương đối mới mẻ so với nhiều ngành khoa học khác, nhất là trên qui mô công nghiệp, song trong xử lý ảnh đã bắt đầu xuất hiện những máy tính chuyên dụng. Để có thể hình dung cấu hình một hệ thống xử lý ảnh chuyên dụng hay một hệ thống xử lý ảnh dùng trong nghiên cứu, đào tạo, trước hết chúng ta sẽ xem xét các bước cần thiết trong xử lý ảnh.Trước hết là quá trình thu nhận ảnh. Ảnh có thể thu nhận qua camera. Thường ảnh thu nhận qua camera là tín hiệu tương tự (loại camera ống kiểu CCIR), nhưng cũng có thể là tín hiệu số hoá (loại CCD - Charge Coupled Device). Lưu trữ SENSOR Lưu trữ Hệ Q.Định Hình 1.1.a. Các giai đoạn chính trong xử lý ảnhẢnh cũng có thể thu nhận từ vệ tinh qua các bộ cảm ứng (sensor), hay ảnh, tranh được quét trên scanner. Chi tiết về quá trình thu nhận ảnh sẽ được mô tả trong chương 2. Tiếp theo là quá trình số hoá (Digitalizer) để biến đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu rời rạc (lấy mẫu) và số hoá bằng lượng hoá, trước khi chuyển sang giai đoạn xử lý, phân tích hay lưu trữ lại.Qúa trình phân tích ảnh thực chất bao gồm nhiều công đoạn nhỏ. Trước hết là công việc tăng cường ảnh để nâng cao chất lượng ảnh. Do những nguyên nhân khác nhau: có thể do chất lượng thiết bị thu nhận ảnh, do nguồn sáng hay do nhiễu, ảnh có thể bị suy biến. Do vậy cần phải tăng cường và khôi phục lại ảnh để làm nổi bật một số đặc tính chính của ảnh, hay làm cho ảnh gần giống nhất với trạng thái gốc- trạng thái trước khi ảnh bị biến dạng. Giai đoạn tiếp theo là phát hiện các đặc tính như biên, phân vùng ảnh, trích chọn các đặc tính, v.v .Nhập môn xử lý ảnh số - ĐHBK Hà nội 11 Chương Một: NHẬP MÔN XỬ LÝ ẢNH Cuối cùng, tuỳ theo mục đích của ứng dụng, sẽ là giai đoạn nhận dạng, phân lớp hay các quyết định khác. Các giai đoạn chính của quá trình xử lý ảnh có thể mô tả ở hình 1.1.a.Với các giai đoạn trên, một hệ thống xử lý ảnh (cấu trúc phần cứng theo chức năng) gồm các thành phần tối thiểu như hình 1.1.b. Đối với một hệ thống xử lý ảnh thu nhận qua camera-camera như là con mắt của hệ thống. Có 2 loại camera: camera ống loại CCIR và camera CCD. Loại camera ứng với chuẩn CCIR quét ảnh với tần số 1/25 và mỗi ảnh gồm 625 dòng. Loại CCD gồm các photo điốt và làm tương ứng một cường độ sáng tại một điểm ảnh ứng với một phần tử ảnh (pixel). Như vậy, ảnh là tập hợp các điểm ảnh. Số pixel tạo nên một ảnh gọi là độ phân giải (resolution). Bộ xử lý tương tự (analog processor). Bộ phận này thực hiện các chức năng sau:- Chọn camera thích hợp nếu hệ thống có nhiều camera.- Chọn màn hình hiển thị tín hiệu- Thu nhận tín hiệu video thu nhận bởi bộ số hoá(digitalizer). Thực hiện lấy mẫu và mã hoá.- Tiền xử lý ∫s1(x)c(λ)dλ∫ s2(x)c(λ)dλ∫ s3(x)c(λ)dλHiệnBiến đổiD - > AMáytínhLượng hoáLấy Mẫu Chương Hai: THU NHẬN ẢNH2. THU NHẬN ẢNH IMAGE REPRESENTATION AND MODELINGChương này giới thiệu quá trình thu nhận ảnh cũng như các thiết bị dùng trong hệ thống xử lý ảnh. Tiếp theo là quá trình lấy mẫu và lượng tử hoá ảnh. Đồng thời cũng giới thiệu một số phương pháp biểu diễn ảnh, các kiểu tệp và cấu trúc của chúng dùng trong lưu trữ ảnh như .IMG, .PCX,TIFF, Cuối cùng, trình bày nguyên tắc tái hiện ảnh gồm các kỹ thuật Bayer Dithering, Rylander Pattern Matrix 2.1 CÁC THIẾT BỊ THU NHẬN ẢNH VÀ KỸ THUẬT PHÂN TÍCH MÀU 2.1.1 Thiết bị thu nhận ảnhMột hệ thống xử lý ảnh có thể trang bị kèm theo các hệ thống thông tin địa lý - GIS (Geographical Information System) hay hệ MORPHO (giá khoảng7 đến 8 triệu USD) hoặc có thể là hệ thống máy tính cá nhân. Các thiết bị thu ảnh thông thường gồm máy quay (camera) cộng với bộ chuyển đổi tương tự số AD(Analog to Digital) hoặc máy quét (scanner) chuyên dụng.Các thiết bị thu nhận ảnh này có thể cho ảnh trắng đen B/W (Black & White) với mật độ từ 400 đến 1600 dpi (dot per inch) hoặc ảnh màu 600 dpi. Với ảnh B/W mức màu z là 0 hoặc 1. Với ảnh đa cấp xám, mức xám biến thiên từ 0 đến 255. Ảnh màu, mỗi điểm ảnh lưu trữ trong 3 bytes và do đó ta có 2 8x3 = 2 24 màu (cỡ 16, 7 triệu màu).Khi dùng scanner, một dòng photodiot sẽ quét ngang ảnh (quét theo hàng) và cho ảnh với độ phân giải ngang khá tốt. Đầu ra của scanner là ảnh ma trận số mà ta quen gọi là bản đồ ảnh (ảnh Bitmap). Bộ số hoá (digitalizer) sẽ tạo ảnh vector có hướng.Trong xử lý ảnh bằng máy tính, ta không thể không nói đến thiết bị monitor (màn hình) để hiện ảnh. Monitor có nhiều loại khác nhau:- CGA : 640 x 320 x 16 màu,- EGA : 640 x 350 x 16 màu,- VGA : 640 x 480 x 16 màu,- SVGA: 1024 x 768 x 256 màu.Với ảnh màu, có nhiều cách tổ hợp màu khác nhau. Theo lý thuyết màu do Thomas đưa ra từ năm 1802, mọi màu đều có thể tổ hợp từ 3 màu cơ bản: Red (đỏ), Green (lục) và Blue (lơ). Thiết bị ra ảnh có thể là máy in đen trắng, máy in màu hay máy vẽ (plotter). Máy vẽ cũng có nhiều loại: loại dùng bút, loại phun mực.Nhìn chung, các hệ thống thu nhận ảnh thực hiện 2 quá trình:- Cảm biến: biến đổi năng lượng quang học (ánh sáng) thành năng lượng điện.- Tổng hợp năng lượng điện thành ảnh.2.1.2 Biểu diễn màuÁnh sáng màu là tổ hợp của ánh sáng đơn sắc. Mắt người chỉ có thể cảm nhận được vài chục màu, song lại có thể phân biệt được tới hàng ngàn màu. Có 3 thuộc tính chủ yếu trong cảm nhận màu:- Brightness: sắc màu, còn gọi là độ chói.- Hue : sắc lượng, còn gọi là sắc thái màu.Nhập môn xử lý ảnh số - ĐHBK Hà nội 1 Chương Hai: THU NHẬN ẢNH- Saturation: độ bão hoàVới nguồn sáng đơn sắc, độ hue tương ứng với bước sóng λ. Độ bão hoà thay đổi nhanh nếu ta thêm lượng ánh sáng trắng. Hình 2.1 mô tả mối liên quan giữa các đại lượng trên và 3 màu chủ yếu R, G và B.Với một điểm W* cố định, các kí hiệu G, R, B chỉ vị trí tương đối của các phổ màu đỏ, lục và lơ. Do sự tán sắc ánh sáng (ứng với khai triển Fourier) mà Ghép lồng 2 hình sử dụng Apply Image Bước 1: Mở 2 tấm hình mà bạn muốn lồng ghép vào nhau. Chú ý: Dùng Crop Tool ( C) để làm cho 2 tấm hình có cùng kích thước. Bước 2: Chọn tấm Guitar-rock. Nhân đôi layer background ( Ctrl + J) Chọn layer Vào Image / Apply Image. Lựa chọn các thông số như hình. Chú ý: Source là tấm hình concert-crowd.jpg Sau đó kích vào OK ta sẽ được như sau: Soure: photoshoptutorials Bước 3: Tiếp tục sử dụng Apply Image với lựa chọn Blending Options khác nhau. This image has been resized. Click this bar to view the full image. The original image is sized 650x437. Bước 4:Vẫn sử dụng Blending: Difference nhưng chú ý lựa chọn Channel: Red Bước 5: Sử dụng Apply Image lần cuối với Mode Blending: Hard Light, Channel: RGB Kết quả: STUDY OF GENOME PACKAGING USING SINGLE – MOLECULE MANIPULATION AND IMAGE METHOD LIU YINGJIE A THESIS SUBMITTED FOR THE DEGREE OF Ph.D OF PHYSICS DEPARTMENT OF PHYSICS NATIONAL UNIVERSITY OF SINGAPORE October, 2009 Acknowledgement The works described in this thesis was carried out in the Biophysics & Single-molecule manipulation Lab, National University of Singapore (NUS), from August 2005 to July 2009, and was supported by research scholarship from the Physics department of NUS. I would like to thank Dr. Yan Jie, my supervisor, for all his guide, help, support and encouragement when I was in his group for the past years. Without these, I would not have made so many achievements and it is an interesting and enriching experience for doing research and study in Biophysics & Single-molecule manipulation Lab. I am grateful to Dr. Chen Hu, Dr. Fu Hongxia, Dr. Fu Wenbo, Law Dingying and all my group members for their help and suggestion during the period. I am also grateful to my collaborator, Prof. Peter Dröge, Prof. Leong-Hew Choy, Prof. Linda Kenney, and Dr. Wu Jinlu for their excellent works and discussions. i Table of Content Acknowledgement . i Table of Figures . iv Summary . viii Chapter 1. Introduction: Architectural Protein in Prokaryotes and Eukaryotes . 1.1. References 14 Chapter 2. The techniques: Atomic Force Microscopy (AFM), Electrophoretic Mobility Shift Assay (EMSA), Transverse Magnetic tweezers 16 2.1. Atomic Force Microscopy . 16 2.2. Mica surface modification . 19 2.3. Magnetic Tweezers 22 2.4. Electrophoretic Mobility Shift Assay . 25 2.5. References 26 Chapter 3. AFM study of scIHF-induced DNA bending . 27 3.1. Introduction of IHF 27 3.2. Methods 31 Procedure for APTES functionalization . 31 Procedure for Glutaraldehyde functionalization. . 31 AFM imaging of DNA-protein complexes. . 31 3.3. Results 32 3.4. Discussion 39 3.5. References 41 Chapter 4. Single DNA study of VP15-DNA interaction . 43 4.1. Introduction 43 4.2. Methods 44 Electrophoretic mobility shift assay (EMSA) 44 Magnetic-tweezer Manipulation of VP15-DNA complex . 45 4.3. Results 46 EMSA experiment confirmed that VP15 is a DNA-binding protein and it can package DNA cooperatively when the protein concentration exceeds a threshold value. 46 Magnetic tweezer (MT) experiments revealed that VP15 could compact DNA against certain forces when the protein concentration was larger than a threshold value. 49 AFM experiments revealed that VP15 packages DNA by making synergies ii 4.4. 4.5. between remote DNA sites . 52 Discussion 53 References 57 Chapter 5. Single DNA study of H-NS-DNA interaction . 59 5.1. Introduction 59 5.2. Methods 61 Magnetic-tweezer Manipulation of H-NS-DNA complex . 62 Atomic Force Microscope imaging .. .GNU Image Manipulation Program(GIMP) - Số lượng plugin Photoshop nhiều - GIMP hỗ trợ cho màu điểm - GIMP bị... GIMPshop.com - GIMPShop.net - GIMPshop cho Mac OS X Linux - Linuxartist: phần GIMP 2/3 GNU Image Manipulation Program(GIMP) Sách GIMP - Wiki cho GIMP - Các sách GIMP Hướng dẫn dùng GIMP - CoolText