17411 - Bai giang Xu ly anh

Thông tin tài liệu

Bài giảng xử lí ảnh

1 TRƢỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BỘ MÔN HỆ THỐNG THÔNG TIN -----***----- BÀI GIẢNG XỬ LÝ ẢNH  : XỬ LÝ ẢNH  : 17411  : ĐẠI HỌC CHÍNH QUY DÙNG CHO SV NGÀNH : CÔNG NGHỆ THÔNG TIN HẢI PHÒNG - 2011 . 2 MỤC LỤC Chƣơng I: Tổng quan về xử lý ảnh số 7 1.1.  7 1.2.  7 1.3.  7 1.4.  8 1.5.  11 Chƣơng II: Các kiến thức cơ bản về ảnh số 14  14  14  16 Chƣơng III: Nâng cao chất lƣợng ảnh trong miền không gian 19  19  20  21  25  29  31 Chƣơng IV: Nâng cao chất lƣợng ảnh trong miền tần số 34  34  37  38 Chƣơng V: Nén ảnh 40  40  42  45 Chƣơng VI: Xử lý hình thái ảnh 50  50  51  51  53 Chƣơng VII: Phân đoạn ảnh 59  59 3  60 Một số đề thi mẫu 64 4 Tên học phần Loại học phần: 2 Bộ môn phụ trách giảng dạy Khoa phụ trách: CNTT. Mã học phần: 17411 Tổng số TC: 4       75 45 30 0 không không Học phần học trƣớc:  Học phần tiên quyết:  Học phần song song:  Mục tiêu của học phần  Nội dung chủ yếu:   Nội dung chi tiết: TÊN CHƢƠNG MỤC PHÂN PHỐI SỐ TIẾT TS LT TH BT KT Chƣơng I: Tổng quan về xử lý ảnh số 5 3 2 1.1.  1.2.  1.3.  1.4.  1.5.  Chƣơng II: Các kiến thức cơ bản về ảnh số 5 3 2    Chƣơng III: Nâng cao chất lƣợng ảnh trong miền không gian 15 9 6      không gian Chƣơng IV: Nâng cao chất lƣợng ảnh trong miền tần số 15 9 6 5 TÊN CHƢƠNG MỤC PHÂN PHỐI SỐ TIẾT TS LT TH BT KT    Chƣơng V: Nén ảnh 15 7 6 2    Chƣơng VI: Xử lý hình thái ảnh 10 6 4     Chƣơng VII: Phân đoạn ảnh 10 4 4 2   Nhiệm vụ của sinh viên: Tham   Tài liệu học tập: 1. ,  , 2003. 2. , , 2003. 3. Rafael C. Conzalez & Richard E. Woods, Digital Image Processing, 2nd edition, Pearson Education, 2004. Hình thức và tiêu chuẩn đánh giá sinh viên: -  -    Thang điểm:  Điểm đánh giá học phần: Z = 0,3X + 0,7Y. 6 chính thức và thống nhất   Ngày phê duyệt: / / Trƣởng Bộ môn 7 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ ẢNH SỐ 1.1. Xử lý ảnh số là gì?    các trung         1.2. Nguồn gốc của xử lý ảnh số      k        T     và  1.3. Các ứng dụng của xử lý ảnh số Biến đổi ảnh (Image Transform)  dung        -  -  -       8 Nén ảnh    MPEG  1.4. Các bƣớc cơ bản trong xử lý ảnh số   phân              qua       công         a) Phần thu nhận ảnh (Image Acquisition)                   CCD      thu  b) Tiền xử lý (Image Processing)  nâng    c) Phân đoạn (Segmentation) hay phân vùng ảnh   9    gây  này. d) Biểu diễn ảnh (Image Representation)  mã             (Feature election        e) Nhận dạng và nội suy ảnh (Image Recognition and Interpretation)  sánh      mô hình  -  -   ext),  f) Cơ sở tri thức (Knowledge Base)     phân tích          g) Mô tả (biểu diễn ảnh)       [...]... Tây, Nam, Bắc) {(x-1, y); (x, y-1); (x, y+1); (x+1, y)} = N4(p) 16 trong đó: số 1 là giá trị logic; N4(p) tập 4 điểm lân cận của p - Các lân cận chéo: Các điểm lân cận chéo NP(p) (Có thể coi lân cận chéo la 4 hướng: Đông-Nam, Đông-Bắc, Tây-Nam, Tây-Bắc) Np(p) = { (x+1, y+1); (x+1, y-1); (x-1, y+1); (x-1, y-1)} - Tập kết hợp: N8(p) = N4(p) + NP(p) là tập hợp 8 lân cận của điểm ảnh p - Chú ý: Nếu (x,... cho một dãy {u(n), n = 0, 1, , N-1} định nghĩa bởi: N 1 k v  k    u (n)WN n n0 với k =0, 1, , N-1 () với WN = e-j2/N u n  và biến đổi ngược N 1 1 N  v(k ).W  k n N k 0 WN-kn , k=0, 1, , N-1 () Thực tế trong xử lý ảnh người ta hay dùng DFT đơn vị: vk   u n  1 N 1 N N 1  u(n).W n 0 N 1 k n N , k=0, 1, , N-1  v(k ).W k 0 ()  k n N , k=0, 1, , N-1 () b) DFT cho tín hiệu hai chiều... đơn vị 1 chiều 2N - Liên hiệp đối xứng: DFT và DFT đơn vị của một ảnh thực có tính đối xứng liên hợp: N N N  N  v   k ,  l   v*   k ,  l  2 2 2  2  víi 0 l N/ 2-1 hay v  k , l   v*  N  k , N  l  víi 0k,lN/ 2-1 () () b)Thuật toán biến đổi nhanh -FFT(Fast Fourrier Transform) - Trường hợp 1 chiều Từ công thức vk   1 N N 1  u  n .W n 0 k n N với k=0, 1, ,N-1, ta nhận thấy:... Hình 2. 2-1 1 minh hoạ việc sử dụng bộ lọc trung vị để khử nhi u Hình 2. 2-1 1 Lọc trung vị Bộ lọc nâng cao: Các bộ lọc nâng cao được xét ở đây có các bộ lọc kiểu laplacian-type và lọc sai phân (difference filter) Các kiểu bộ lọc này có khuynh hướng để đưa ra, hoặc nâng cao các chi tiết trong ảnh Hai mặt nạ cuộn sử dụng cho các bộ lọc kiểu laplacian là  0 - 1 0  1 5 -1     0  1 0    1 -2 1 ... Một số tính chất và áp dụng a) Tính chất - Đối xứng và đơn vị FT = F, F-1 = F* - Chu kỳ v(k + N, l + N) = v(k,l)  k, l () u(k + N, l + N) = u(k,l)  k, l () - Phổ Fourier mẫu hoá U  m, n  0  m, n  N  1 U  m, n    0 if not  2k 2l  U  ,   DFT u  m, n   v  k , l  U 1 , 2  khi đó:  N N  với là biến đổi Fourier của u(m,n) - Biến đổi nhanh: Vì DFT hai chiều là tách được, do đó... u     f ( x)e2 ixu dx  () trong đó: f(x): biểu di n biên độ tín hiệu e-2ixu : biểu di n pha Biến đổi ngược của F(u) cho f(x) được định nghĩa: f  x    F (u)e 2 ixu du  () b) Không gian hai chiều Cho f(x,y) hàm biểu di n ảnh liên tục trong không gian 2 chiều, cặp biến đổi Fourier cho f(x,y) được định nghĩa: F  u, v   - Biến đổi thuận    f ( x, y )e2 i ( xu  yv ) dxdy   ()... ta cần N2 phép nhân 35 Để tính toán một cách hiệu quả , người ta dùng thuật toán tính nhanh gọi là FFT với độ phức tạp tính toán là O(Nlog2N) Thuật toán tính nhanh có thể tóm tắt như sau: - giả sử N = 2n N - giả sử WN là nghiệm thứ N của đơn vị: WN = e-2j/N và M = 2 ta có: 1 v(k) = 2 M 2 M 1  n0 u(n)W2Mnk - Khai triển công thức trên ta được: 1 v(k) =( M M 1  n0 1 u(2n)W2M2nk + M M 1  n0... pixel, và được thể hiện trên hình 2. 2-9 Hình 2. 2-9 Ảnh bù 3.4 Bộ lọc trong miền không gian Lọc không gian thông thường được thực hiện để khử nhi u hoặc thực hiện một số kiểu nâng cao ảnh Các thao tác này được gọi là lọc không gian để phân biệt chúng với lọc tần số, sẽ được trình bày trong phần 2.5 Có ba kiểu lọc được trình bày ở đây là: - Lọc trung bình - Lọc trung vị - Lọc nâng cao 25 Hai kiểu lọc đầu... l    u (m, n).WN WN.n m0 n 0 0 ≤ l, k ≤ N-1 () và biến đổi ngược: u  m, n   1 N 1 N 1  v(k , l ) WNk m WNl.n N 2 k 0 l 0 0 ≤ m, n ≤ N-1 () Cặp DFT đơn vị hai chiều được định nghĩa: v k,l   1 N 1 N 1  u(m, n).WNk m WNl.n N m0 n 0 0 ≤ l, k ≤ N-1 u  m, n   1 N N 1 N 1  v(k , l ).W  k m N k 0 l 0  WN l n () 0 ≤ m, n ≤ N-1 () Viết lại công thức 3.27 và 3.28, ta có: v...  0 1   -1 0  1 0  0  27 Các kết quả của việc áp dụng các bộ lọc này được thể hiện trên hình 2. 2-1 2 Hình 2. 2-1 2 Các bộ lọc nâng cao 3.5 Các bộ lọc làm mƣợt ảnh trong miền không gian Do có nhiều loại nhi u can thiệp vào quá trình xử lý ảnh nên cần có nhiều bộ lọc thích hợp Với nhi u cộng và nhi u nhân ta dùng các bộ lọc thông thấp, trung bình và lọc đồng hình(Homomorphie); với nhi u xung ta dùng . MÔN HỆ THỐNG THÔNG TIN -- -- - ** *-- -- - BÀI GIẢNG XỬ LÝ ẢNH  : XỬ LÝ ẢNH  : 17411 .  -  -  - 

Ngày đăng: 18/02/2013, 23:37

Xem thêm: 17411 - Bai giang Xu ly anh, 17411 - Bai giang Xu ly anh, Xử lý ảnh số là gì? Nguồn gốc của xử lý ảnh số Các ứng dụng của xử lý ảnh số, a thu nhận ảnh Image Acquisition, Các thành phần của một hệ thống xử lý ảnh, Cảm nhận thị giác Lấy mẫu và lƣợng tử hóa ảnh, Mối quan hệ giữa các điểm ảnh, Các phép biến đổi mức xám cơ bản Xử lý histogram, Nâng cao chất lƣợng ảnh sử dụng các toán tử số họclogic, Bộ lọc trong miền không gian, Các bộ lọc làm mƣợt ảnh trong miền khơng gian Lọc trung bình khơng gian Lọc thơng thấp, Lọc đồng hình hình Homomorphie Filter Các bộ lọc làm sắc nét ảnh trong miền khơng gian, Phép biến đổi Fourier và miền tần số, Các bộ lọc làm mƣợt ảnh trong miền tần số - Lọc thông thấp Các bộ lọc làm sắc nét ảnh trong miền tần số - Lọc thông cao., Các kiến thức cơ bản, Nén ảnh không mất thông tin, Phép giãn ảnh và phép co ảnh nhị phân Phép mở ảnh và phép đóng ảnh nhị phân, Một số thuật tốn hình thái cơ bản trên ảnh nhị phân Xử lý hình thái ảnh xám, Phát hiện tính khơng liên tục