Quá trình nắn ảnh được tiến hành qua các bước sau:
- Mở file.dgn: Được mở trong môi trường MicroStation khi dùng để nắn ảnh cần thoả mãn các yêu cầu sau:
+ File.dgn được tạo trên cơ sở file seed để được khai báo chuẩn về hệ thống toạ độ
+ Toàn bộ các tham số khác như đơn vị đo độ dài, đo góc... đơn vị đo trên toạ độ phẳng, toạ độ địa lý được khai báo rõ ràng và đầy đủ
- Thu thập các điểm khống chế vào file.dgn: Sau khi mở hoặc tạo file mới, ta lần lượt nhập các điểm khống chế toạ độ.
- Mở hiển thị file ảnh
- Lựa chọn phương pháp nắn ảnh: Modul IrasC cung cấp cho người sử dụng bảy phương pháp nắn, ta có thể chọn phương pháp nắn phù hợp từ nút tuỳ chọn Model trong hộp hội thoại Residual. Sau khi chọn xong phương pháp nắn, kết quả nắn sẽ được xuất ra File*.itm, ta cần ghi file này vào bộ nhớ để tiện xử lý sau này
- Lựa chọn phương pháp lẫy mẫu: Đối với phương pháp nắn được lựa chọn là phi tuyến tính thì việc lẫy mẫu là bắt buộc còn đối với phương pháp nắn là tuyến tính thì việc lẫy mẫu là tuỳ chọn.
- Tiến hành nắn ảnh: Sau khi chọn xong phương pháp lấy mẫu ta sẽ tiến hành nắn ảnh. Quá trình nắn được tiến hành theo hai bước là nắn sơ bộ và nắn chính xác.
+ Nắn sơ bộ được lựa chọn theo phương pháp nắn Affine hoặc Project. Trong sản xuất hiện nay người ta thường hay sử dụng phương pháp nắn Affine vì theo như phương pháp này thì khi nắn ta chỉ cần nắn ba điểm cũng có thể đạt độ chính xác cần thiết
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
+ Nắn chính xác được lựa chọn theo phương pháp nắn Affine vì phương pháp nắn này cho độ chính xác rất cao. Số lượng điểm cần nắn tối đa là 25 điểm gồm 4 điểm mấu khung, các mắt lưới và các điểm dàn trải đều trên khung bản đồ.
- Đánh giá sai số của các điểm khống chế của các điểm thu nhận: Sai số vị trí toạ độ và vị trí trên ảnh của các điểm khống chế.
- Lưu file ảnh: Sau khi thực hiện các sửa đổi trên ảnh như điều chỉnh độ sáng tối và tương phản xoay ảnh, ghép ảnh, nắn ảnh, ta sẽ lưu ảnh sửa đổi vào file ảnh gốc đã mở.
* Với phần mềm nắn chỉnh, các bước cụ thể như sau:
- Mở ảnh bằng phần mềm. Người sử dụng cần cập nhật toạ độ thực (toạ độ ảnh) của điểm khống chế để kết thúc việc chọn điểm khống chế thứ nhất.
- Tiến hành các bước chọn điểm khống chế như vậy cho tới khi số lượng điểm khống chế đạt yêu cầu kỹ thuật.
- Khi số lượng điểm khống chế đạt 4 điểm trở lên, sai số trung bình RMS sẽ được chương trình tính toán tự động cho mỗi điểm và cho tập hợp điểm. Sai số này được hiển thị. Trong trường hợp này độ chính xác tối thiểu cho việc nắn chỉnh hình học cần đạt phải nhỏ hơn hoặc bằng 1.0, tương đương với sai số vị trí cực đại là một pixel ảnh. Các điểm khống chế phải được chọn ở những vị trí ít có biến đổi như ngã ba đường, hoặc địa vật rõ nét như toà nhà.
- Sau khi lựa chọn các điểm khống chế, hiển thị danh sách các điểm khống chế người sử dụng có thể xem lại các vị trí điểm khống chế đã chọn trên ảnh bằng cách chọn điểm đó trong danh sách.
- Đôi khi một số điểm khống chế có sai số lớn quá thì người sử dụng có thể thay đổi lại vị trí điểm bằng cách chọn điểm đó trên ảnh rồi Update. Giá
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
trị toạ độ (hàng - cột) mới sẽ được cập nhật tức thời và sai số RMS cũng sẽ được tính toán lại.
- Người sử dụng có thể xoá điểm khống chế có sai số lớn bằng cách chọn điểm khống chế rồi xóa.
- Trong trường hợp không muốn xoá điểm khống chế nhưng loại bỏ điểm này khỏi danh sách tính toán, và nắn chỉnh ảnh, người sử dụng có thể “giấu” điểm đó đi.
- Ngược lại với thao tác này, người sử dụng có thể nạp lại các điểm khống chế đã lựa chọn trước đây từ file đã lưu.
- Để bắt đầu việc nắn chỉnh hình học ảnh, chương trình sẽ hiển thị để người sử dụng lựa chọn ảnh cần nắn.
- Khai báo phương pháp nắn Warp Method theo bậc 1, 2 hoặc 3; lựa chọn tên tập tin lưu ảnh sẽ nắn. Nếu bộ nhớ được chọn, ảnh kết quả sẽ được lưu tạm trong bộ nhớ của máy và sẽ bị xoá đi khi kết thúc chương trình sau đó người dùng có thể bắt đầu quá trình nắn ảnh.
- Kết quả chất lượng của ảnh phụ thuộc rất nhiều vào công đoạn lựa chọn điểm khống chế ảnh. Để hạn chế sai số, thông thường, các điểm khống chế được lựa chọn sao cho chúng phân bố đều trên toàn bộ diện tích sẽ nắn, đồng thời, bao phủ được tới đường biên (theo khung hình) của ảnh. Sai số sẽ chọn điểm nắn RMS Error càng nhỏ thì độ chính xác của kết quả sẽ càng cao. Tổng số điểm khống chế cho một cảnh ảnh tối thiểu phải từ 15 điểm. Lựa chọn bậc nắn ảnh là 2.
- Sau khi kết thúc quá trình nắn ảnh, ảnh mới đã nắn sẽ được lưu vào một tập tin (như trong trường hợp đang trình bầy, có thể thấy, với sai số RMS Error = 0.931164, ảnh kết quả đạt độ chính xác khá cao. Các đối tượng trên ảnh trùng khít với nhau.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Khi phải ghép nhiều cảnh ảnh với nhau để tạo một ảnh lớn hơn, các ảnh thành phần cần được nắn chỉnh hình học từ trước. Ảnh sau khi đã nắn chỉnh hình học có thể được sử dụng trong việc phân loại giải đoán các đối tượng hoặc tạo bình đồ ảnh cho khu vực (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Phương trình chuyển đổi toạ độ có dạng:
Bậc 1: x’ = a0 + a1x + a2 y, (1) y’ = b0 + b1y + b2 y Bậc 2: x’ = c0 + c1x + c2y + c3xy + c4x2 + c5y2, (2) y’ = d0 + d1x + d2y + d3xy + d4x2 + d5y2, Bậc 3: x’ = g0 + g1x + g2y + g3xy + g4x2 + g5y2 + g6xy2 + g7xy2 + g8x3+ g9y3 (3) y’=h0+h1x+ h2y + h3xy + h4x2 + h5y2 + h6xy2 + h7xy2 + h8x3+h9y3
Trong đó, x’, y’ là toạ độ của ảnh chưa nắn, x,y là toạ độ của ảnh nắn. a0... h9 là các hệ số của phương trình chuyển đổi.
Tóm lại:
Trong khi một ảnh có thể bị thay đổi với nhiều cách khác nhau. Nắn chỉnh có thể hiều là ta đi thay đổi các điểm ảnh bằng việc ánh xạ từ điểm ảnh này tới điểm ảnh khác mà không thay đổi màu sắc. Điều này có thể dựa vào các thuật toán có sẵn như thuật toán nội suy, thuật toán tô màu,..bản thân các pixel ảnh có thể được thay đổi bằng việc ánh xạ. Nếu các chức năng là song ánh thì có thể thay đổi ngược lại với các ảnh nguồn.
Các phương pháp nắn chỉnh cho thấy:
Hình ảnh bị bóp méo có thể mô phỏng bằng quang học
Hình ảnh có thể được xem nếu chiếu lên một bề mặt cong hoặc được nhân đôi (điều này thường được thấy rõ khi kéo giãn hình ảnh) .
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình ảnh có thể được sử dụng phương pháp nội suy.
Có ít nhất hai cách được sử dụng để tạo ra một hình ảnh bằng cách lựa chọn bất kỳ một phương pháp bóp méo nào:
- Cách 1: Phương pháp chuyển tiếp (lập bản đồ): một bản đồ có thể có được từ cách chuyển tiếp các hình ảnh từ vệ tinh sau đó thực hiện nắn chỉnh và nội suy.
- Cách 2: Ước tính loại cong vênh diễn ra giữa những hình ảnh liên tiếp. Có thể sử dụng các kỹ thuật dự đoán luồng quang học.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chương 3
ỨNG DỤNG NẮN CHỈNH BIẾN DẠNG
Như đã nói trong chương 2. Các phương pháp nắn chỉnh đều cho ra hình ảnh sau nắn chỉnh có chất lượng khá tốt. Ứng với mỗi điểm của ảnh gốc đều tìm được vị trí tương ứng của nó bên ảnh đích. Sau khi điều này được thực hiện với tất cả các điểm cần xét ở ảnh gốc thì ảnh đích thu được có hình hài thoả mãn điều kiện đầu bài yêu cầu nhưng có nhiều điểm trong ảnh đích chưa có điểm nào từ ảnh gốc ánh xạ sang nên các điểm đó vẫn mang mầu nền. Những điểm ở ảnh đích mà không có điểm ảnh ở ảnh gốc ánh xạ sang gọi là những “lỗ hổng”. vì vậy chúng ta phải sử dụng thêm thuật toán tô màu và thuật toán nội suy để nhằm lấp đi những khuyết điểm sau khi nắn chỉnh. Vậy hình ảnh sau khi nắn chỉnh sẽ có hình dạng như ban đầu nhờ vào các phương pháp nắn chỉnh như phương pháp bình phương bé nhất,…Sau đây chúng ta đi vào ứng dụng cụ thể của một vài phương pháp nắn chỉnh ảnh nói chung và phương pháp bình phương bé nhất nói riêng. Đó là đi nắn chỉnh một cuốn sách.