Chương 10. PHÂN ĐOẠN ẢNH  Giáo viên hướng dẫn: 1. Cù Việt Dũng 2. TS. Nguyễn Hữu Quỳnh  Nhóm sinh viên thực hiện: 1. Trần Văn Đại 2. Trần Văn Hải Giới thiệu • Ở chương trước: – Ảnh → xử lý → ảnh – Ảnh → xử lý → đặc trưng ảnh • Phân đoạn ảnh là phần cốt lõi trong việc xử lý ảnh → đặc trưng ảnh 2 / 70 Giới thiệu Khái niệm • Phân đoạn ảnh là chia nhỏ ảnh thành các vùng hay đối tượng. • Mức độ phân đoạn: – Tùy thuộc vấn đề cần xử lý – Tùy thuộc ứng dụng cụ thể • Là nhiệm vụ khó nhất trong xử lý ảnh 3 / 70 Giới thiệu Cở sở • Dựa vào thuộc tính của cường độ: Không liên tục và Liên tục • Không liên tục ? 4 6 16 24 16 40 8 4 30 34 14 30 10 6 30 32 14 28 14 2 32 32 14 28 10 8 30 34 16 30 12 10 26 34 30 40 Sự thay đổi đột ngột các giá trị của cường độ → biên của ảnh • Liên tục ? Chia ảnh thành các vùng tương tự nhau → các tập chuẩn được định nghĩa lại 4 / 70 Nội dung tìm hiểu • Phát hiện không liên tục • Liên kết biên và phát hiện ranh giới • Phân ngưỡng • Cơ sở phân vùng • Phân đoạn bởi hình thái lưu vực sông • Sử dụng các chuyển động trong phân đoạn / 70 5 Nội dung trình bày • Phát hiện không liên tục – Phát hiện điểm – Phát hiện đường – Phát hiện biên • Liên kết biên và phát hiện ranh giới – Xử lý cục bộ – Xử lý tổng thể qua chuyển đổi Hough – Xử lý tổng thể qua kỹ thuật lý thuyết đồ thị 6 / 70 Phát hiện không liên tục • Bằng cách chạy mặt nạ trong toàn bộ ảnh • Công thức chung : / 70 7 w 1 w 2 w 3 w 4 w 5 w 6 w 7 w 8 w 9 Trong đó: zi là cấp xám được kết hợp với hệ số mặt nạ wi, R là cấp xám đặc trưng tại vị trí trung tâm (1) ∑ = =+++= mn i iimnmn zwzwzwzwR 1 2211 Phát hiện không liên tục • Phát hiện điểm là điều cơ bản trong phát hiện không liên tục • Để phát hiện điểm – Chạy mặt nạ trong toàn bộ ảnh – Một điểm được phát hiện tại vị trí điểm ảnh tương ứng trung tâm mặt nạ nếu: |R| ≥ T (2) Trong đó: T là một ngưỡng, R là cấp xám đặc trưng tại vị trí trung tâm / 70 8 Phát hiện điểm • Chú ý: mặt nạ sử dụng có dạng sau: 9 / 70 Phát hiện không liên tục Phát hiện điểm -1 -1 -1 -1 8 -1 -1 -1 -1 • Đây là một mặt nạ Lapacian, tuy nhiên nó được dùng để phát hiện ra điểm riêng biệt, không phải phục vụ cho tăng cường ảnh. • Tổng hệ số mặt nạ bằng 0, mặt nạ bằng 0 ở vùng cấp xám không đổi. • Ví dụ: / 7010 Phát hiện không liên tục Phát hiện điểm a. Ảnh tia X về tuabin b. Kết quả áp dụng mặt nạ c. Kết quả theo công thức 2 với T = 90% [...]... Toán tử Robert • • • Lý do chính để người ta sử dụng toán tử Roberts là tốc độ tính toán nhanh Chúng chỉ sử dụng 4 điểm ảnh để tính giá trị cấp xám của ảnh đầu ra Chỉ có phép toán cộng và trừ được thực hiện trong ảnh 27 / 70 Phát hiện không liên tục Phát hiện biên Đạo hàm bậc I Toán tử Robert a Ảnh gốc b Ảnh sau khi áp dụng toán tử Roberts c Ảnh sau khi phân ngưỡng ảnh b 28 / 70 Phát hiện không liên... Phát hiện biên • Đạo hàm bậc nhất được dùng để phát hiện sự hiện diện của biên tại một điểm trong ảnh • Đạo hàm bậc hai dùng để xác định có hay không điểm ảnh của biên nằm ở phần tối hay sáng của biên a Hai vùng bị tách rời biên dọc b Mô tả chi tiết vùng gần biên 18 / 70 Phát hiện không liên tục Phát hiện biên Ứng dụng của đạo hàm trong phát hiện biên Sự ảnh hưởng của nhiễu trong phát hiện biên 19... 1 0 0 1 1 Mặt nạ H1 Mặt nạ H2 33 / 70 Phát hiện không liên tục Phát hiện biên Đạo hàm bậc I Toán tử Prewitt Ảnh gốc Ảnh sau khi áp dụng toán tử Prewitt 34 / 70 Phát hiện không liên tục Phát hiện biên Đạo hàm bậc I Toán tử Prewitt • Cho ảnh I, sử dụng phương pháp tìm biên Prewitt để tìm biên ảnh sau: 1 1 2 6 7 7 1 2 2 7 7 6 -1 0 1 1 1 1 2 2 2 6 7 6 -1 0 1 0 0 0 2 2 3 7 7 6 -1 0 1 -1 -1 -1 2 3 1 7 7... hiện không liên tục Phát hiện biên Khái niệm • • • Theo trực quan: Biên là các điểm ảnh liên tiếp nhau tạo thành ranh giới giữa hai vùng Một điểm ảnh được gọi là biên nếu ở đó có sự thay đổi đột ngột về cấp xám Tập hợp các điểm biên tạo thành một đường biên (đường bao) của ảnh Biên của vùng màu đen là đường màu xanh trong ảnh 15 / 70 Phát hiện không liên tục Phát hiện biên • Mô hình biên: a Mô hình biên... Phát hiện không liên tục Phát hiện biên Đạo hàm bậc I Toán tử Sobel a Ảnh gốc b Ảnh sau khi áp dụng toán tử Sobel 31 / 70 Phát hiện không liên tục Phát hiện biên Đạo hàm bậc I Toán tử Prewitt • Toán tử Prewitt có dạng như sau: -1 0 1 1 1 1 -1 0 1 0 0 0 -1 0 1 -1 -1 -1 Mặt nạ H1 Mặt nạ H2 Mặt nạ này có thể nhận từ mặt nạ kia bằng cách quay một góc 0 90 32 / 70 Phát hiện không liên tục Phát hiện biên... biên Sự ảnh hưởng của nhiễu trong phát hiện biên 19 / 70 Phát hiện không liên tục Phát hiện biên • Điểm trong ảnh là điểm biên nếu đạo hàm cấp một hai chiều của nó lớn hơn ngưỡng đặc biệt • • • Tập các điểm biên được kết nối với nhau một cách phù hợp theo định nghĩa là biên Đạo hàm cấp một của ảnh số dựa trên phép lấy xấp xỉ của Gradient hai chiều Đạo hàm bậc hai sử dụng toán tử Laplacian 20 / 70 Phát... 12 / 70 Phát hiện không liên tục Phát hiện biên Khái niệm • Vùng Cho R là một tập con của ảnh R được gọi là vùng nếu R là một tập liên thông 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 13 / 70 Phát hiện không liên tục Phát hiện biên Khái niệm • Biên của vùng R là các điểm ảnh thuộc vùng R ở đó có một hoặc nhiều điểm lân cận không thuộc R 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1... Phát hiện đường • • Chạy mặt nạ trên toàn bộ ảnh Tùy theo trường hợp ta áp dụng các mặt nạ sau: -1 -1 -1 -1 -1 2 -1 2 -1 2 -1 -1 2 2 2 -1 2 -1 -1 2 -1 -1 2 -1 -1 -1 -1 2 -1 -1 -1 2 -1 -1 -1 2 Theo chiều ngang + 45 o Thẳng đứng - 45 o 11 / 70 Phát hiện không liên tục Phát hiện đường • • Tổng hệ số mặt nạ bằng 0, mặt nạ bằng 0 ở vùng cấp xám không đổi Ví dụ: a Ảnh số hóa mạch điện b Kết quả khi xử lý bởi... y = f ( x, y + 1) − f ( x, y ) 23 / 70 Phát hiện không liên tục Phát hiện biên Đạo hàm bậc I Toán tử Robert • Trong vùng 3×3, sử dụng ký hiệu z5 của mặt nạ tương ứng với điểm ảnh f(x, y), điểm z 1 của mặt nạ tương ứng với điểm ảnh f(x-1, y-1), • Xấp xỉ đơn giản nhất đối với đạo hàm bậc nhất thỏa mãn điều kiện: z1 z2 z3 z4 z5 z6 z7 z8 z9 Gx = f ( x + 1, y ) − f ( x, y ) G y = f ( x, y + 1) − f ( x, . trước: – Ảnh → xử lý → ảnh – Ảnh → xử lý → đặc trưng ảnh • Phân đoạn ảnh là phần cốt lõi trong việc xử lý ảnh → đặc trưng ảnh 2 / 70 Giới thiệu Khái niệm • Phân đoạn ảnh là chia nhỏ ảnh thành các vùng. Chương 10. PHÂN ĐOẠN ẢNH  Giáo viên hướng dẫn: 1. Cù Việt Dũng 2. TS. Nguyễn Hữu Quỳnh  Nhóm sinh viên thực hiện: 1. Trần Văn Đại 2. Trần Văn Hải Giới thiệu • Ở chương trước: – Ảnh →. tục • Liên kết biên và phát hiện ranh giới • Phân ngưỡng • Cơ sở phân vùng • Phân đoạn bởi hình thái lưu vực sông • Sử dụng các chuyển động trong phân đoạn / 70 5 Nội dung trình bày • Phát hiện