Xử lý ảnh số được phát triển nhằm mục đích số hóa và mã hóa các bức ảnh để đơn giản hóa các quá trình truyền thông, in ấn và lưu trữ. Một mục tiêu quan trọng khác của xử lý ảnh là cải thiện chất lượng và khôi phục ảnh nhằm hiểu biết nội dung thông tin chứa nhiều hơn trong mỗi bức ảnh; chẳng hạn như các bức ảnh chụp bề mặt các hành tinh xa xôi do vệ tinh gửi về hoặc các ảnh nội soi, ảnh cộng hưởng từ trong khảo sát y học.
Khôi phục ảnh mờ tức là từ ảnh bị hư hại, khôi phục lại ảnh gốc. Vấn đề này được giải quyết nếu biết trước quá trình hư hại. Quá trình hư hại này được đặc trưng bằng đại lượng gọi là hàm truyền hư hại. Từ hàm truyền hư hại này biết được các thông tin về các quá trình vật lý gây ra sự hư hại: từ đó có thể tách ra được các thông tin mong muốn từ một ảnh hư hại do các quá trình vật lý gây ra.
Để khôi phục lại ảnh bị mờ thì ta phải biết được hàm hư hại gây ra cho ảnh và tính được biến đổi Fourier của ảnh hư hại, từ đó xác định biến đổi Fourier của ảnh không bị hư hại cuối cùng khôi phục ảnh gốc bằng cách lấy nghịch đảo Fourier của ảnh hư hại. Như vậy để khôi phục được ảnh mờ thì ta chia bài toán ra làm hai bài toán nhỏ:
1. Bài toán tạo ra hàm gây hư hại cho ảnh: tạo ra hàm PSF để gây nhiễu cho ảnh gốc.
2. Bài toán đi khử nhiễu khôi phục lại ảnh ban đầu: sử dụng bộ lọc Wiener để khôi phục lại ảnh đã bị mờ do nhiễu tạo ra.
-36- 3.2. Thiết kế chương trình
Giao diện ban đầu:
Hình 3.1: Giao diện ban đầu của chương trình Giao diện khi mở một ảnh để thực hiện công việc làm mờ:
-37- Giao diện khi làm mờ ảnh:
Hình 3.3: Giao diện khi ảnh bị mờ Giao diện khi lưu ảnh bị mờ:
-38- Giao diện khi hiện ảnh cần khử mờ:
Hình 3.5: Giao diện sau khi chọn ảnh cần khử mờ Giao diện khi ảnh được khử mờ:
-39-
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 1.Kết luận
Sau một thời gian làm việc, với sự nỗ lực của bản thân cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo PGS.TS Lê Huy Thập, em đã hoàn thành khóa luận của mình. Nội dung chủ yếu của khóa luận là tìm hiểu và xử lý ảnh bị mờ. Qua quá trình tìm hiểu và phân tích khóa luận đã đạt được một số kết quả sau:
Tìm hiểu được các nguyên nhân làm mờ ảnh.
Tìm hiểu các phương pháp khôi phục ảnh bị mờ khác nhau: phương
pháp lọc ngược nhờ dùng các bộ lọc bình phương tối thiểu có điều kiện; lọc dùng bộ lọc Wiener; lọc ngược dùng thuật toán Lucy – Richardson.
Tiến hành viết chương trình khôi phục ảnh mờ trên MATLAB sử dụng
bộ lọc Wiener.
Đánh giá kết quả thông qua thực nghiệm.
Khóa luận của em đã hoàn thành nhưng vẫn còn nhiền hạn chế như sau:
- Quá trình khôi phục một ảnh bị mờ còn phụ thuộc vào dung lượng của ảnh, ảnh dung lượng lớn thì quá trình khôi phục ảnh sẽ lâu hơn.
- Ảnh bị mờ khi được khôi phục lại vẫn chưa được như ảnh gốc ban đầu. 2. Hướng phát triển nghiên cứu
Một số hướng nghiên cứu trong tương lai:
Khóa luận đã đưa ra các phương pháp khôi phục ảnh mờ nhưng mới chỉ được áp dụng cho ảnh số cần phải áp dụng các phương pháp khôi phục ảnh mờ này cho ảnh đen trắng, ảnh nhị phân.
Khóa luận mới chỉ khôi phục ảnh sử dụng bộ lọc Wiener cần phải áp dụng các phương pháp khác như: lọc ngược nhờ dùng các bộ lọc bình phương tối thiểu có điều kiện, thuật toán Lucy – Rirchardson để so sánh các kết quả đạt được.
-40-
Cần nâng cao kết hợp với một số thuật toán khử, các hàm khôi phục ảnh và xử lý ảnh hiện đại hơn để quá trình khôi phục ảnh diễn ra nhanh hơn đồng thời chất lượng của ảnh được khôi phục tốt hơn.
-41-
TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Cơ sở về Matlab – Tác giả: Nguyễn Thị Hồng Thúy.
2. Giáo trình xử lý ảnh – Tác giả: TS.Đỗ Năng Toàn, TS.Phạm Việt Bình. NXB Đại Học Thái Nguyên.
3. Giáo trình Matlab – Tác giả: Phan Thanh Tạo.
4. Giáo trình xử lý ảnh – Tác giả: PGS.TS Nguyễn Quang Hoan. NXB Học viện công nghệ bưu chính viễn thông.
5. Kỹ thuật lập trình Matlab căn bản – Tác giả Ngô Hải Bắc.
6. Lập trình Matlab và ứng dụng – Tác giả: Th.s Nguyễn Hoàng Hải & Th.s Nguyễn Việt Anh.
7. Matlab toàn tập.
8. Matlab – Tác giả: Nguyễn Tăng Cường.
9. Xử lý ảnh số lý thuyết và thực hành với Matlab – Tác giả: Hồ Văn Sung. Nhà xuất bản khoahọc kỹ thuật.
-42- PHỤ LỤC Hướng dẫn sử dụng chương trình
Chương trình “Xử lý ảnh mờ” là chương trình được thiết kế trên giao diện người dùng GUI của phần mền Matlab 7.0. Đơn giản và dễ dàng sử dụng. Để chạy chương trình bạn mở trực tiếp trên Matlab. Đầu tiên bạn tìm
đến đường dẫn của thư mục KhoaLuan sau đó chạy file main.fig giao diện của
-43-
Để chạy chương trình các bạn nhấn nút Next hoặc nhấn nút Close để đóng chương trình. Khi nhấn nút Next thì giao diện như sau sẽ hiện ra:
Đầu tiên để thực hiện mở một ảnh bạn nhấn vào nút Open file khi đó
-44-
Bạn sẽ chọn một ảnh mà nét nhất trong các ảnh đó rồi nhấn Open ảnh
vừa được chọn sẽ hiện ra như hình sau:
Để khử mờ cho ảnh được chọn bạn nhấn vào nút Blear ngay sau đó ảnh
-45-
Các bạn có thể lưu lại ảnh vừa được làm mờ xong bằng cách nhấn nút
Save file. Sau khi ấn thì sẽ chương trình sẽ yêu cầu bạn ghi tên ảnh như hình
vẽ sau:
Trong hộp File name bạn hãy ghi tên ảnh bạn cần lưu vào đó rồi nhấn nút Save như vậy là bạn đã lưu ảnh thành công.
Tiếp theo để thực hiện việc khử mờ cho một ảnh đã bị mờ thì việc đầu tiên bạn cần phải làm đó là chọn ảnh cần khử mờ. Để thực hiện việc này bạn
nhấn vào nút Open File chương trình sẽ yêu cầu bạn chọn ảnh cần khử mờ
-46-
Bạn chọn ảnh cần khử mờ rồi nhấn nút Open khi đó ảnh bạn vừa chọn
sẽ được hiện ra như hình sau:
Để thực hiện khử mờ cho ảnh bạn vừa chọn thì bạn nhấn nút
-47-
Như thế là bạn đã khử mờ thành công cho một ảnh đã bị mờ. Bạn có thế
lưu lại ảnh đó bằng cách nhấn nút Save File. Trong hộp thoại File name bạn hãy ghi tên ảnh bạn muốn lưu rồi nhấn nút Save như hình vẽ sau:
Khi bạn lưu xong ảnh tức là bạn đã chạy xong chương trình khử mờ cho