Bài giảng Xử lý ảnh: Chương 1 - Võ Tuấn Kiệt

Bài giảng Xử lý ảnh: Chương 1 Cơ bản về xử lý ảnh cung cấp cho người đọc các kiến thức như: Ánh sáng và màu sắc; Thu nhận ảnh; Phân loại ảnh dựa trên tương tác bức xạ; Cảm biến ảnh; Mô hình ảnh. Để hiểu rõ hơn mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết của bài giảng này.

.c om ng ng th an co XỬ LÝ ẢNH du o Võ Tuấn Kiệt cu u Bộ môn Viễn thông (112B3) Đại học Bách Khoa TpHCM Email: kietvo@hcmut.edu.vn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Cơ xử lý ảnh cu u du o ng th an co ng c om Ảnh số, pixel Kích thước (hàng, cột) Thang xám, mức xám, độ sâu bit Dung lượng (byte) Độ phân giải Các bước xử lý ảnh Ứng dụng xử lý ảnh Các phép toán Các biến đổi Các đặc trưng xác suất thống kê CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ánh sáng màu sắc ng c om Phổ điện từ: phân chia theo bước sóng/tần số/năng lượng Màu sắc: u du o ng th an co  Nguồn chiếu sáng  Vật thể hấp thụ/phản xạ ánh sáng  Hệ thống thị giác người (mắt não) cu Colours Absorbed CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Thu nhận ảnh ng co an th ng cu u du o Nguồn xạ Đặc tính bề mặt vật thể Đặc tính vị trí tương đối thiết bị thu nhận ảnh .c om Ảnh hình thành kết tương tác giữa: CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Phân loại ảnh dựa tương tác xạ cu u du o ng th an co ng c om Phản xạ Phát xạ Hấp thụ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Cảm biến ảnh cu u du o ng th an co ng c om Năng lượng ánh sáng đến thiết bị cảm biến tạo điện áp tương ứng Tập hợp cảm biến xếp để thu nhận ảnh CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om ng co an th ng du o u cu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Mơ hình ảnh du o ng th an co ng c om Hàm độ sáng 2-D, f(x,y): giá trị f tọa độ không gian (x,y) thể độ sáng ảnh điểm cu u i(x,y): độ chiếu sáng (lượng ánh sáng nguồn sáng chiếu đến cảnh) r(x,y): độ phản xạ (lượng ánh sáng phản xạ từ đối tượng đến cảnh), (hấp thụ hoàn toàn) (phản xạ hoàn toàn) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ảnh số (1) cu u du o ng th an co ng c om Máy tính làm việc với liệu số Trong xử lý ảnh số, f(x,y) = f x,y xấp xỉ cách lấy mẫu không gian lượng tử giá trị độ sáng tạo thành ma trận ảnh số A kích thước (N M): Mỗi thành phần ảnh số A gọi điểm ảnh (picture element, pixel, pel) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om Ảnh số (2) 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt du o ng th an co ng c om Các phép toán tuyến tính phi tuyến cu u Phép tốn tuyến tính: thỏa tính chất cộng Phép tốn phi tuyến: khơng thỏa tuyến tính 47 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om Các phép toán tập hợp 48 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om ng co an th ng du o u cu 49 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om ng co an th ng du o u cu 50 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om Các phép toán luận lý 51 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om Các phép tốn hình học (1) 52 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 0 sin cos 0 0 0 0 cos 0 sin sin cos 0 0 cu u R ng R th sin du o cos an co ng c om Các phép tốn hình học (2) cos 0 sin 0 cos 0 R sin 53 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Nội suy ảnh cu u du o ng th an co ng c om Nội suy: ước lượng giá trị chưa biết từ liệu biết Ví dụ phóng to thu nhỏ, xoay, chỉnh sửa hình học, … Nội suy (lấy mẫu lại): tăng giảm số pixel 54 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om Ví dụ 55 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt M N r( x, y,u,v) f ( x, y) du o g (x, y) N ng M y v s ( x , y , u , v ) R [T ( u , v ) ] u u th x an T (u , v ) co ng c om Các biến đổi (1) cu r(x,y,u,v) s(x,y,u,v) kernel (hàm sở) thuận ngược Hàm sở phụ thuộc giá trị u, v, x, y, mà không phụ thuộc giá trị ảnh giá trị biến đổi 56 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ng cu u du o ng th an co Fourier (DFT) Cosine (DCT) Karhunen-Loeve (KLT) Haar Wavelets (DWT) Curvelets Ridgelets Contourlet c om Các biến đổi (2) 57 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Các đặc trưng xác suất thống kê , 1, , , L - 1, d e n o t e t h e v a lu e s o f a ll p o s s i b le i n t e n s i t i e s in a n M N d i g i t a l i m a g e T h e p r o b a b i li t y , p ( z k ) , o f i n t e n s i t y le v e l c om L et zi , i nk p ( zk ) L co ng z k o c c u rrin g in a g iv e n im a g e is e s tim a te d a s , an MN p ( zk ) k ng th w h e re n k is th e n u m b e r o f tim e s th a t in te n s ity z k o c c u rs in th e im a g e du o L cu u * T h e m e a n (a ve ge ): m = * T h e v a r ia n c e : zk p( zk ) k L = ( zk k m ) p( zk ) L * T he n th m o m e n t: u n ( z ) = ( zk k CuuDuongThanCong.com n m ) p( zk ) 58 https://fb.com/tailieudientucntt Sai số xử lý ảnh co ng c om Sai số hệ thống Sai số thống kê Sai số làm trịn: tầm ngồi tầm cu u du o ng th an Làm tròn gần (tự nhiên) Làm tròn lên Làm tròn xuống 59 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng imfinfo imread, imwrite imshow, imagesc figure, subplot, title, axis colorbar imresize grayslice c om Matlab 60 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ôn tập cu u du o ng th an co ng c om Ảnh gì? Ảnh số gì? Các thông số ảnh số? Xử lý ảnh số gì? Mục đích xử lý ảnh số? Các thành phần hệ thống xử lý ảnh số? Các bước xử lý ảnh số? Ứng dụng xử lý ảnh số? Các lĩnh vực liên quan đến xử lý ảnh số? Các phép toán xử lý ảnh số? 61 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .. .Chương 1: Cơ xử lý ảnh cu u du o ng th an co ng c om Ảnh số, pixel Kích thước (hàng, cột) Thang xám, mức xám, độ sâu bit Dung lượng (byte) Độ phân giải Các bước xử lý ảnh Ứng dụng xử lý. .. người Tốc độ xử lý (thời gian thực) Kiến thức thu nhận từ trước Khả giải điều kiện thay đổi lớn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 43 Các phép toán số học co ng ? ?Xử lý làm tròn... độ sâu bit-bit depth) Tổng số lượng bit để lưu ảnh số: N M m Độ phân giải: mức độ chi tiết nhận thấy phụ thuộc vào số mẫu (độ phân giải không gian) số mức xám (độ phân giải độ sáng) 11 CuuDuongThanCong.com