Bài giảng Cơ sở xử lý ảnh

Download miễn phí Bài giảng Cơ sở xử lý ảnh

Hệ thống thị giác người là bộ phận phức tạp nhất hiện hữu. Hệ thống thị giác
cho phép chúng ta tổ chức và hiểu biết nhiều phần tử phức tạp trong môi trường quanh
ta. Hầu như với tất cả động vật, thị giác là phương tiện để duy trì sự sống còn. Với loài
người thị giác không chỉ là trợ giúp sự sống còn mà còn là một công cụ của tư duy và
phương tiện để làm cho cuộc sống phong phú hơn.
Hệ thống thị giác bao gồm mắt biến đổi ánh sáng thành tín hiệu thần kinh, và
các bộ phận hữu quan của não xử lý các tín hiệu thần kinh để lấy ra thông tin cần thiết.
Mắt, khởi đầu hệ thống thị giác, là một hình cầu với đường kính khoảng 2 cm. Về mặt
chức năng mà nói , thì mắt là thiết bị thu gom và hội tụ ánh sáng l ênmặt sau của nó.


http://cloud.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2014-01-13-bai_giang_co_so_xu_ly_anh.Y2BEghhhyR.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-54774/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

nào đó, ví dụ 0 ≤I≤1 hoặc
0≤ I≤ 255. Trong những trường hợp này 0 ứn g với mức tối nhất và 1 hay 255 ứng
với mức sáng nhất. Vì cách đặt mức thang này nên đơn vị trắc quang (photometric)
hay bức xạ (radiometric) cụ thể gắn với I trở nên không quan trọng. ảnh trắng đen,
trong cảm nhận chỉ có một màu. Vì vậy có khi gọi nó là ảnh đơn sắc (monochrome).
ảnh mầu có thể coi như 3 ảnh đơn sắc. Với ảnh màu, ánh sáng với hàm
c()được thay mặt bởi 3 con số gọi là giá trị cặp ba (tristimulus values). Một tập 3 con
số thường dùng trong thực tế là R,G, và B, theo th ứ tự đại biểu cho cường độ của các
thành phần đỏ, lục và lam. Bộ ba giá trị R, G và B nhận được từ:
R=k      dSc R0 (1.7a)
G=k      dSc G0 (1.7b)
B=k      dSc B0 (1.7c)
ở đó SR(), SG() và SB()theo thứ tự là những đặc tính phổ của các cảm biến
(bộ lọc) đỏ, lục và lam. Cũng như mức xám I trong ảnh đơn sắc, R, G, B là không âm
và hữu hạn. Một bộ SR(), SG()và SB()được biểu diễn trong hình 1.7. Ví dụ của
fR(x,y), fG(x,y) và fB(x,y) thay mặt các thành phần đ ỏ, lục, lam của 1 ảnh màu, theo thứ
tự được biểu diễn trong hình 1.8(a), (b) và (c). ảnh màu được hình thành khi ba thành
phần được kết hợp bởi màn hình TV màu.
Chương 1: cơ sở xử lý ảnh
14
Hình 1.7: Ví dụ đặc tính phổ của các cảm biến màu đỏ, lục và lam.
Một cách tiếp cận xử lý ảnh màu là xử lý 3 ảnh đơn sắc R, G và B riêng biệt và
tổ hợp kết quả lại. Phương pháp tiếp cận này đơn giản và thường sử dụng trong thực tế.
Vì độ sáng, màu sắc và độ bão hoà mỗi cái đều phụ thuộc cả 3 ảnh đơn sắc, nên việc xử
lý riêng biệt R, G và B có thể tác động đến màu sắc và độ bão hoà, mặc dầu có khi mục
đích xử lý chỉ là thay đổi độ sáng.
Bộ ba giá trị R, G và B có thể được chuyển thành một số bộ ba giá trị khác.
Một bộ cụ thể, được biết đến như độ chói - sắc độ (chrominance-luminance), khá hữu
dụng trong thực tế. Khi R, G và B là các giá trị được sử dụng trong máy thu hình TV
(theo hệ màu NTSC), thì giá trị độ chói - sắc độ tương ứng Y, I và Q liên hệ với R, G và
B bởi:
(1.8a)
0.3120.523-
0.322-0.274-
0.1140.587

























B
G
R
.
.
.
Q
I
Y
2110
5960
2990
Và (1.8b)
1.7011.104-
0.647-0.273-
0.6210.956

























Q
I
Y
.
.
.
B
G
R
0001
0001
0001
sB(( )
sR( )
sG( )
400 500 600 700
Bước sóng [nm]
Chương 1: cơ sở xử lý ảnh
15
Hình 1.9: Các thành phần Y, I và Q của ảnh màu trong hình 1.8(d),
(a) thành phần Y; (b) thành phần I; (c) thành phần Q.
Thành phần Y được gọi là thành phần chói, vì nó phản ánh độ chói l trong công
thức (1.3). Nó có vai trò chính trong sự nhận biết độ sáng của ảnh màu, và cũng có thể
sử dụng được với ảnh đen trắng. Các thành phần I và Q gọi là các thành phần sắc độ, và
chúng có vai trò chính trong sự nhận biết màu sắc và độ bão hoà của ảnh màu. Các
thành phần fY(x,y), fI(x,y) và fQ(x,y) ứng với ảnh màu trong hình 1.8, theo thứ tự được
biểu diễn như ba ảnh đơn sắc trong hình 1.9(a),(b) và (c). Vì f I(x,y) và fQ(x,y) có thể
âm nên ta cộng thêm thiên áp cho chúng để hiển thị. Cường độ xám trung bình trong
hình 1.9(b) và (c) đại biểu cho biên độ không của f I(x,y) và fQ(x,y). So với bộ RGB, bộ
ba giá trị YIQ có thuận lợi là ta có thể chỉ xử lý riêng thành phần Y. ảnh đã xử lý sẽ
khác với ảnh chưa xử lý trong biểu hiện độ sáng của nó. Một thuận lợi khác là hầu h ết
thành phần tần số cao của ảnh màu đều ở trong thành phần Y. Do vậy, lọc thông thấp
các thành phần I và Q sẽ không ảnh hưởng đáng kể đến ảnh màu. Đặc tính này có thể
được khai thác trong mã hoá ảnh màu số hay trong phát tín hiệu TV màu analog.
Khi mục đích của xử lý ảnh vượt quá yêu cầu tái tạo chính xác cảnh “gốc” theo
cảm nhận của con người, chúng ta sẽ không giới hạn trong phạm vi dải sóng con người
nhìn thấy được. Chẳng hạn khi muốn phát hiện một đối tượng phát nhiệt, thì việc có
được một ảnh bằng cảm biến hồng ngoại dễ hơn nhiều so với ảnh màu thông thường .
(b) (c)
Chương 1: cơ sở xử lý ảnh
16
Màng cứng
ảnh hồng ngoại có thể đạt được theo cách tương tự theo công thức (1.7), chỉ cần thay
đổi một cách đơn giản các đặc tính phổ của cảm biến được sử dụng.
2. Hệ thống thị giác người
2.1. Mắt.
Hệ thống thị giác người là bộ phận phức tạp nhất hiện hữu. Hệ thống thị giác
cho phép chúng ta tổ chức và hiểu biết nhiều phần tử phức tạp trong môi trường quanh
ta. Hầu như với tất cả động vật, thị giác là phương tiện để duy trì sự sống còn. Với loài
người thị giác không chỉ là trợ giúp sự sống còn mà còn là một công cụ của tư duy và
phương tiện để làm cho cuộc sống phong phú hơn.
Hệ thống thị giác bao gồm mắt biến đổi ánh sáng thành tín hiệu thần kinh, và
các bộ phận hữu quan của não xử lý các tín hiệu thần kinh để lấy ra thông tin cần thiết.
Mắt, khởi đầu hệ thống thị giác, là một hình cầu với đường kính khoảng 2 cm. Về mặt
chức năng mà nói, thì mắt là thiết bị thu gom và hội tụ ánh sáng lên mặt sau của nó.
Hình cắt ngang của mắt được b iểu diễn trong hình 1.10. Tại phía trước của mắt
trông ra thế giới bên ngoài, là giác mạc cứng (cornea), một màng mỏng dai và trong
suốt. Chức năng chính của giác mạc là để khúc xạ ánh sáng . Vì có hình tròn, nó hoạt
động như thấu kính hội tụ của camera. Nó chịu trách nhiệm về gần 2/3 tổng ánh sáng
khúc xạ cần thiết cho việc hội tụ chính xác.
Hình 1.10 . Hình cắt ngang của mắt người.
Phía sau giác mạc có một thể dịch nước (aqueous humour) là một dung dịch
trong veo, dễ lưu động. Qua giác m ạc và thể dịch nước có thể trông thấy tròng đen
Thể dịch nước
Thuỷ tinh thể
trạch
Dịch thuỷ tinh
Chương 1: cơ sở xử lý ảnh
17
(iris), -- còn gọi là mống mắt. Bằng việc thay đổi kích cỡ đồng tử (con ngươi), -- một lỗ
tròn nhỏ ở giữa tròng đen, tròng đen điều khiển lượng ánh sáng vào mắt . Đường kính
đồng tử khoảng từ 1,5 mm đến 8 mm, khi tiếp xúc với ánh sáng càng chói thì đường
kính đồng tử càng thu nhỏ . Màu của mống mắt qui định màu của mắt. Khi chúng ta nói
rằng một người có mắt xanh, thì nghĩa là mống mắt màu xanh. Màu mống mắt tạo nên
sự hấp dẫn của mắt, không có ý nghĩa gì về c hức năng thị giác.
Phía sau mống mắt là thuỷ tinh thể, gồm nhiều sợi trong suốt được bao bọc
trong màng mỏng đàn hồi trong suốt, có kích thước và hình dạng như một hạt đậu nhỏ.
Thuỷ tinh thể phát triển trong suốt thời gian sống của con người. Do vậy thủy tinh thể
của một người 80 tuổi rộng hơn 50% của người 20 tuổi. Như một củ hành, các tế bào
thuộc lớp già nhất nằm ở trung tâm, và các tế bào thuộc lớp trẻ hơn nằm xa trung tâm.
Thuỷ tinh thể có hình dạng hai mặt lồi và chiết suất 1,4 cao hơn tất cả các phần khác
của mắt mà ánh sá...