CƠ SỞ CỦA XỬ LÝ ẢNH SỐ
2.4.5 Phóng to và thu nhỏ ảnh số
Lấy mẫu và lượng tử hóa có liên quan trực tiếp đến phóng to và thu nhỏ ảnh vì phóng to ảnh xem như lấy mẫu với tần số trên và thu nhỏ ảnh xem như lấy mẫu ở tần số dưới. Sự khác biệt căn bản giữa 2 cách lấy mẫu này so với lấy mẫu và lượng tử hóa ảnh gốc là phóng to và thu nhỏ áp dụng cho ảnh số.
Phóng to bao gồm 2 bước, tạo ra các vị trí điểm ảnh mới và tìm giá trị thang đo gray tại các vị trí đó. Một ví dụ đơn giản, neeus cho 1 ảnh 500x500 pixel và chúng ta muốn phóng to lên 1.5 lần cho ảnh 750x750 pixel. Một trong những cách đơn giản nhất là đặt 1 lưới 750x750 lên ảnh ban đầu. Kế đó ô lưới sẽ nhỏ hơn 1 điểm ảnh nên ta
chọn thang đo gray của 1 ô bằng cách xem xét điểm ảnh gần nó nhất trên ảnh gốc và lấy giá trị của điểm đó. Đây gọi là phép nội suy tiệm cận.
Một phương pháp khác là phương pháp thay thế điểm ảnh, được trình bày trong hình 2.20, là trường hợp đặc biệt của phép nội suy tiệm cận. Phép thay thế điểm ảnh được dùng khi chúng ta tăng kích cỡ ảnh lên một số nguyên lần. Ví dụ muốn tăng kích cỡ ảnh lên gấp 2, ta nhân đôi mỗi cột và mỗi hàng, khiến ảnh tăng gấp đôi theo cả chiều cao và chiều rộng. Giá trị thang đo gray của mỗi điểm ảnh cho bởi cách này đúng bằng giá trị điểm ảnh gốc từ đó nó được nhân ra.
Mặc dù phương pháp nội suy tiệm cận nhanh chóng nhưng nó sẽ tạo ra hiệu ứng bàn cờ ở những độ phóng đại lớn. Một trong những cách khắc phục hiện tượng bàn cờ là phép nội suy song tuyền tính. Theo đó giá trị mỗi điểm ảnh được suy ra từ 4 điểm ảnh gần nó nhất. Cho (x’,y’) là tọa độ điểm ảnh sau khi phóng to và v(x,y) là giá trị theo thang đo gray của điểm ảnh. Trong nội suy song tuyến tính ta có công thức:
Các hệ số a, b, c, d xác định từ 4 điểm gần điểm cần xét nhất.
Hình ảnh thu nhỏ theo gần như cùng cách với phongs to. Ta xử lý tương đương bằng cách dùng phương pháp thay thế điểm ảnh để xóa bớt cột và dòng. Ví dụ để giảm kích cỡ ảnh đi một nửa thì chúng ta cứ mỗi 2 dòng hay cột lại xóa bớt 1. Chúng ta có thể dùng sơ đồ lưới khi độ thu nhỏ không phải là số nguyên. Tuy nhiên chúng ta cần mở rộng sơ đồ lưới để nó khớp với ảnh ban đầu., tìm giá trị điểm ảnh bằng phép nội suy lưỡng tuyến tính sau đó thu nhỏ lưới về kích cỡ cần thu nhỏ. Để giảm hiện tượng chồng ảnh, chúng ta nên làm mờ trước khi thu nhỏ.
Ta còn có thể sử dụng nhiều điểm tiệm cận hơn cho phép nội suy. Ứng dụng này được dùng khi gặp các bề mặt ảnh phức tạp, cho phép có kết quả mượt hơn. Tuy nhiên phương pháp nội suy song tuyến tính vẫn thường được lựa chọn nhất trong các xử lý bằng máy tính.
Hình 2.25 Ví dụ về phóng to ảnh
Hàng trên: phương pháp nội suy tiệm cận Hàng dưới: phương pháp nội suy song tuyến tính