Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
1 Một số khái niệm trong xử lý ảnh

1 Một số khái niệm trong xử lý ảnh

Tải bản đầy đủ - 0trang

Là một tập hợp hữu hạn các điểm ảnh kề nhau. Ảnh thường được biểu diễn

bằng một ma trận hai chiều, mỗi phần tử của ma trận tương ứng với một điểm ảnh.

Ảnh nhị phân là ảnh chỉ có 2 mức đen trắng phân biệt, mỗi điểm ảnh của ảnh

nhị phân chỉ có thể là 0 hoặc 1.



Hình 2. 2: Ma trận biểu diễn ảnh nhị phân



2.1.4



Ảnh xám



Ảnh xám là ảnh mà giá trị mức xám của các điểm ảnh được biểu diễn bằng 8

bit (giá trị từ 0 đến 255).



Hình 2. 3: Ma trận biểu diễn ảnh xám

2.1.5



Ảnh màu

14



Thơng thường, ảnh màu được tạo nên từ 3 ảnh xám đối với màu nền đỏ (RED),

xanh lá cây (GREEN), xanh lam (BLUE). Tất cả các màu trong tự nhiêu đều có thể

được tổng hợp từ 3 thành phần màu trên theo các tỷ lệ khác nhau.



Hình 2. 4 : Ma trận biểu diễn ảnh màu

2.1.6



Không gian màu



Mọi vật mà ta quan sát được là nhờ vào ánh sáng. Bề mặt của các vật đó là

sáng hay tối có hai nguyên nhân chính:năng suất phản xạ của nó và số lượng ánh

sáng chúng ta nhận được từ nguồn. Có hai loại nguồn sáng, loại thứ nhất nó tự phát

ra ánh sáng gọi là nguồn sơ cấp(mặt trời, đèn điện,…); loại thứ hai nó chỉ phản xạ

hay khuếch tán ánh sáng mà nó nhận được từ các nguồn khác nhau gọi là nguồn

sáng thứ cấp(mặt trăng, đồ vât,…).

Ánh sáng khác với sóng điện từ là mắt người nhận biết được nó. Mắt người

nhạy cảm với sóng điện từ trong khoảng bước sóng λ, trong khoảng từ 350nm cho

đến 750nm. Hình trên biểu diễn các dạng sóng điện từ theo bước sóng và dãy nhìn

thấy được. Cảm nhận màu có được do 3 loại tế bào hình chop trong võng mạc mắt

người. Mỗi tế bào nhạy cảm với 1 dãy phổ nhất định tương ứng với các màu đỏ,

xanh lục, xanh dương. Nguồn sáng có dãy thành phần phổ ƒ(λ), được biến đổi bởi bề

mặt phản xạ của vật thể. Giả sử r(λ) là hàm phản xạ này. Khi đó, số đo R được tào từ

tế bào mau đỏ sẽ là:

R = ʃ ƒ(λ) r(λ)hR(λ)d(λ)

Tức là tín hiệu hình ảnh trên các lối ra của sensor(tế bào) trong thực tế chính

bằng tích phân của ba thành phần phụ thuộc vào bước sóng khác nhau: nguồn sáng

ƒ, phản xạ bề mặt của vật r và đặc tính sensor hR.

15



Vậy, mọi màu sắc tự nhiên đều được tổ hợp từ ba màu cơ bản: màu đỏ R (Red), màu

xanh lục G (Green) và màu xanh dương B (Blue). Người ta cũng quy định ba màu

cơ bản tương ứng với các bước sóng là 700nm(Red), 546,8nm(Green) và

435,8nm(Blue).

Có ba thuộc tính trong việc cảm nhận màu:

-



Hue: là sắc thái



-



Saturation: là mức độ bão hòa



-



Brightness: là độ sáng



Với nguồn sáng đơn sắc thì sác lượng tương ứng với bước sóng của ánh sáng

nguồn. Độ bão hòa thay đổi nhanh nếu lượng ánh sáng trắng được thêm vào.

2.1.7



Mơ hình khơng gian màu



Là phương pháp diễn tả đặc tính và tác động của màu trong ngữ cảnh nhất

định.

Song khơng có mơ hình khơng gian màu nào là đầy đủ cho tất cả mọi việc

được. Ví dụ như khơng gian màu RGB ứng dụng cho màn hình tivi, khơng gian màu

HSV được ứng dụng cho nhận thức của con người, và không gian màu CMYK dùng

cho máy in.

Tổ chức quốc tế về chuẩn hóa màu CIE (Commission Internationale

d’Eclairage) đưa ra một số các tiêu chuẩn để biểu diễn màu. Các hệ này có các dạng

chuẩn riêng, ở đây chỉ đề cập đến chuẩn màu CIE-RGB (dùng hệ tọa độ 3 màu cơ

bản). Như đã nêu trên, một màu là sự pha trộn của ba màu cơ bản với 1 tỷ lệ nhất

định nào đây. Vậy, một pixel ảnh màu ký hiệu Px được viết như sau:

Px =

Ngươi ta dùng hệ tọa độ ba màu R-G-B (tương ứng với tọa độ x-y-z) để biểu

diễn màu, nên khơng gian màu RGB có dạng như sau:



16



Hình 2. 5 : Hệ trục tọa độ Red Green Blue



Trong cách biểu diễn này ta có cơng thức R + G +B = 1. Công thức này được

gọi là cơng thức Maxell.

Khơng gian màu HSV

Thay vì chọn các phần tử R,G,B để có màu mong muốn, người ta chọn các

phần tử tham số màu Hue, Saturation và Value để pha màu.

Mơ hình khơng gian màu HSV có thể được suy diễn từ khơng gian màu RGB.



Hình 2. 6 : Mơ hình khơng gian màu HSV



17



Hình 2. 7 : Mơ hình khơng gian màu HSV



Trong đó:

H: Hue là bước sóng của ánh sáng hay còn gọi là ngưỡng màu

S: Saturation là độ tinh khiết của ánh sáng

V: Value là cường độ hay độ chói của ánh sáng

Ngồi ra, còn có một vài khơng gian màu khác, mỗi khơi gian màu đề có

những ứng dụng riêng. Tùy thuộc vào tính chất công việc mà chúng ta lựa chọn

không gian màu cho phù hợp với yêu cầu.

Giả sử trong việc nhận diện, phân biệt màu sắc thì chúng ta chọn khơng gian màu

HSV. Khơng gian màu HSV có ưu điểm là phù hợp với nhaajnj thức của con người

nên nó là phù hợp nhất trong việc phân loại màu sắc.

Chuyển đổi hệ số khơng gian màu

Giả sử ta có một điểm màu có giá trị trong hệ RGB là (R, G, B). ta chuyển

sang không gian HSV như sau: Đặt M = Max(R, G, B), m = Min(R, G, B) và C = M

- m. Nếu M = R, H' = (G - B)/C mod 6. Nếu M = G, H' = (B - R)/C + 2. Nếu M = B,

H' = (R G)/C + 4. Và H = H'x60. Trong trường hợp C = 0, H = 00 V = M.



18



S = C/V. Trong trường hợp V hoặc C bằng 0, S = 0. Để chuyển từ HSV sang RGB ta

làm như sau: Giả sử ta có khơng gian màu HSV với H = [0, 360], S = [0, 1], V = [0,

1]. Khi đó, ta tính C = VxS. H' = H/60. X = C(1 - |H' mod2 -1|). Ta biểu diễn hệ (R1,

G1, B1) như sau:

(R1, G1, B1) =

2.2



Tổng quan về mơ hình xử lý ảnh

Một mơ hình xử lý ảnh bao gồm các thành phần sau:



Hình 2. 8 : Sơ đồ mơ hình xử lý ảnh

2.2.1



Thiết bị thu nhận ảnh



Ảnh có thể được nhận về từ máy ảnh, camera, ảnh vệ tinh hay tranh ảnh được

scan vào máy.

Khái niệm camera: camera là một thiết bị ghi hình, với một chiếc camera

chúng ta có thể ghi lại những hình ảnh trong khoảng thời gian nào đó, lưu trữ lại, và

sau đó có thể xem lại bất cứ khi nào bạn muốn.

2.2.2



Thu nhận ảnh và số hóa ảnh



Việc thu nhận ảnh được thực hiện thơng qua camera có thể là ảnh tương tự

hoặc ảnh số. Nếu ảnh nhận được là ảnh tương tự nó phải được số hóa thơng qua quá

trình lấy mẫu và lượng tử trước khi phân tích, xử lý hay lưu trữ.

2.2.3



Lưu trữ ảnh

19



Ảnh trên máy tính là kết qua thu nhận theo các phương pháp số hóa được

nhúng trong các thiết bị khác nhau. Quá trình lưu trữ ảnh nhằm hai mục đích:

-



Tiết kiệm bộ nhớ



-



Giảm thời gian xử lý



Việc lưu trữ thông tin trong bộ nhớ ảnh hưởng rất lớn đến việc hiển thị, in ấn

và xử lý ảnh được xem là một tập hợp các điểm cùng với kích thước nếu sử dụng

càng nhiều điểm ảnh thì bức ảnh càng đẹp, càng mịn, và càng thể hiện rõ các chi tiết

của ảnh. Người ta gọi đặc điểm này là độ phân giải.

Để lưu trữ ảnh trên máy tính người ta dùng một số định dạng như JPG, IMG,

PCX, GIF…

2.2.4



Phân tích ảnh



Kỹ thuật lọc số

Chất lượng hình ảnh kém do rất nhiều nguyên nhân như do nhiễm điện tử của

máy thu hay chất lượng bộ số hóa kém. Nhiễu ảnh số được xem như là sự dịch

chuyển nhanh của tín hiệu thu nhận trên một khoảng cách ngắn. Về mặt tần số,

nhiễu ứng với các thành phần tần số cao trong ảnh. Như vậy để xử lý nhiễu ta có thể

lọc các thành phần tần số cao. Việc lọc dựa vào tính dư thừa thơng tin khơng gian,

các pixel lân cận có thể có cùng hoặc gần cùng một số đặc tính. Kỹ thuật lọc này

dùng một mặt nạ và di chuyển khắp ảnh gốc

Biến đổi Fourier

Biến đổi Fourier cho một tín hiệu có thể biểu diễn như sau:



20



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

1 Một số khái niệm trong xử lý ảnh

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×