CƠ SỞ CỦA XỬ LÝ ẢNH SỐ
2.3.3 Thu nhận hình ảnh dùng cảm biến mảng
Hình 1.12 thể hiện một cảm biến mảng trong không gian 2 chiều. Một số thiết bị cảm biến sóng điện từ và sóng siêu âm thường có dạng cảm biến mảng. Nó cũng thường gặp trong các camera số. Cảm biến tiêu chuẩn của các camera này là mảng CCD, có thể biểu diễn thành một mảng 4000x4000 điểm ảnh. Cảm biến CCD sử dụng rộng rãi trong máy ảnh số và các thiết bị cảm biến ánh sáng khác. Đáp ứng của mỗi cảm biến phụ thuộc ánh sáng tổng hợp từ ngoại vi đến cảm biến đó. Nó thường được sử dụng trong không gian vũ trụ hoặc các ứng dụng cần nhiễu thấp. Để giảm nhiễu ta có thể để cảm biến nhận ánh sáng trong vài phút đến vài giờ. Do cảm biến mảng có 2 chiều nên ưu điểm lớn nhất của nó là cho một hình ảnh hoàn thiện trên bề mặt mảng mà không cần di chuyển giống 2 loại cảm biến kia.
Nguyên lý cảm biến mảng được trình bày trong hình 2.15. Năng lượng từ một nguồn phát xạ bị phản xạ trên khung cảnh (trong vài trường hợp là xuyên qua) được thu nhận và tập trung trên mảng cảm biến. Cảm biến mảng nhận ánh sáng tại mỗi điểm cảm biến. Mạch số hay mạch tương tự sẽ nhận tín hiệu ra và chuyển thành tín hiệu video. Sau đó tín hiệu được xứ lý và tạo thành hình ảnh. Việc chuyển đổi ảnh sang dạng số sẽ được trình bày trong mục 2.4.
Hình 2.15 Nguyên lý cảm biến mảng 2.3.4 Mô hình định dạng ảnh đơn giản:
Ảnh được tạo ra là ảnh 2 chiều, là 1 hàm theo x và y, dạng f(x,y). Giá trị của f theo hệ trục (x,y) là một số dương đại diện cho nguồn ảnh. Hầu hết các hình ảnh sử dụng trong sách này là ảnh đơn sắc, được phân chia theo thang màu xám, đã giới thiệu trong mục 2.2. Khi một ảnh được xử lý vật lý, giá trị của nó cân xứng với nguồn phát xạ (ví dụ nguồn sóng điện từ). Như vậy, giá trị f(x,y) không thể là 0 hay vô hạn:
Giá trị của f(x,y) gồm 2 thành phần: một là thành phần nguồn rọi thấy được trên khung cảnh và hai là thành phần phản xạ từ các vật thể . Ta gọi 2 thành phần này là thành phần độ rọi i(x,y) và thành phần phản xạ r(x,y).