Đang tải... (xem toàn văn)
Xử lý ảnh ,Giáo trình, bằng tiếng anh
1BỘ MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNHNHẬP MÔN XỬ LÝ ẢNHBiên soạn: Dr Ngo Huu Phuc 2Chương 3: Xử lý điểm ảnh•Trong chương này xem xét một số khái niệm, kỹ thuật xử lý ảnh:–Khái niệm:•Trong xử lý ảnh, point = pixel.•Xử lý điểm ảnh biến đổi giá trị pixel một cách độc lập.•Phương pháp này không làm ảnh hưởng tới các pixel lân cận.–Kỹ thuật:•Hiệu chỉnh độ sáng và độ tương phản.•Hiệu chỉnh Gamma.•Cân bằng Histogram.•Khớp Histogram.•Hiệu chỉnh mầu sắc. 3Xử lý điểm ảnh 4Histogram của ảnh đa cấp xám (Gray image)•Gọi I là một band (ảnh đa cấp xám)•Khi đó, một điểm ảnh I(r,c) sử dụng số nguyên 8 bit để lưu trữ, giá trị, các giá trị này nằm trong khoảng từ 0 đến 255.•Histogram, hI, của ảnh I:–Là một mảng gồm 256 phần tử, hI. (g), for g = 1, 2, 3, …, 256, is an integer–hI(g), với g: 0 – 255, là giá trị nguyên.–hI(g) = số pixel trong ảnh I có giá trị g. 5Histogram của ảnh đa cấp xámTrên hình vẽ, những điểm đen đánh dấu pixel có giá trị gLược đồ Histogram của một ảnh đa cấp xám. 6Histogram của ảnh đa cấp xámTrên hình vẽ, những điểm đen đánh dấu pixel có giá trị gLược đồ Histogram của một ảnh đa cấp xám. 7Histogram của ảnh đa cấp xámhI(g) = số pixel trong ảnh I có giá trị g.Lược đồ Histogram của một ảnh đa cấp xám. 8Histogram của ảnh mầu•Nếu ảnh có 3 band (ảnh truecolor, 24 bit).•Khi đó, I(r,c,b) là một số nguyên nằm trong khoảng từ 0 đến 255.•Hoặc I có 3 histogram:–hR(g) = số pixel trong ảnh ứng với mầu RED có giá trị g.–hG(g) = số pixel trong ảnh ứng với mầu GREEN có giá trị g.–hB(g) = số pixel trong ảnh ứng với mầu BLUE có giá trị g.•Hoặc có thể dùng một vecto histogram h(g,1,b) với:–h(g,1) = số pixel trong ảnh ứng với mầu RED có giá trị g.–h(g,2) = số pixel trong ảnh ứng với mầu GREEN có giá trị g.–h(g,3) = số pixel trong ảnh ứng với mầu BLUE có giá trị g. 9Histogram của ảnh mầuHistogram của 3 mầu R, G, B và của trung bình độ sáng L=(R+G+B)/3 10Histogram của ảnh mầu [...]... Xử lý điểm ảnh: Tăng độ sáng của ảnh 20 Xử lý điểm ảnh: Giảm độ sáng của ảnh 21 Xử lý điểm ảnh: Tăng độ tương phản của ảnh 22 Xử lý điểm ảnh: Giảm độ tương phản của ảnh 23 Xử lý điểm ảnh: Co dãn độ tương phản 24 Mất mát thông tin từ sự thay đổi độ tương phản 25 Mất mát thông tin từ sự thay đổi độ tương phản 26 Xử lý điểm ảnh: Tăng Gamma 27 Xử lý điểm ảnh: Giảm Gamma 28 Ảnh hưởng của hiệu chỉnh Gamma... j++) h[I[i][j]]++; 12 Xử lý điểm ảnh thông qua hàm Ảnh: Pixel: Biến đổi ảnh I sang ảnh J là sự thay thế giá trị g tại vị trí (r,c) trong ảnh I thành giá trị k tại đúng vị trí đó trong ảnh J Quy tắc thực hiện biến đổi trên thường sử dụng hàm có dạng: f (g) = k 13 Xử lý điểm ảnh thông qua hàm 14 Xử lý điểm ảnh bằng bảng LUT (Look-up Table) Một số nhận xét cho xử lý điểm: • Đối với ảnh gốc I, trên một band,... với ảnh kết quả J, trên một band, các giá trị tại vị trí (r,c) cũng nằm trong khoảng từ 0 -> 255 • Phép toán xử lý điểm ảnh chỉ thao tác với điểm ảnh đó, không ảnh hưởng tới các điểm ảnh láng giềng • Có nhiều phép toán quá phức tạp, hàm log; hàm lũy thừa…, dẫn đến quá trình tính toán quá lớn • -> có thể sử dụng một bảng để tham chiếu (256 phần tử), tính toán một lần, sử dụng nhiều lần 15 Xử lý điểm ảnh. .. bố xác suất trong ảnh • Pband(g) là phần pixel (theo một band) trong ảnh có cường độ sáng không lớn hơn g • Pband(g) là xác suất để một pixel được chọn trong ảnh trên một band có cường độ sáng không lớn hơn g • Pband(g) là tổng tích lũy của pband(g) từ 0 đến g • Pband(0) = pband(0) và Pband(255) = 1; Pband(g) là dãy không giảm 33 Xử lý điểm ảnh: Cân bằng Histogram Yêu cầu: Ánh xạ lại ảnh I sao cho histogram...Histogram theo giá trị hay độ chói • Histogram theo giá trị của ảnh mầu (truecolor) I được tính theo histogram của ảnh xám (trung bình mầu của ảnh) : V(r,c) = [1 /3] *[R(r,c)+G(r,c)+B(r,c)] Trong đó, R, G, B tương ứng với 3 band của ảnh: RED, GREEN, BLUE • Histogram theo độ chói của ảnh mầu I được tính theo histogram của giá trị độ chói của ảnh theo công thức: L(r,c) = 0.299*R(r,c) + 0.587*G(r,c) + 0.114*B(r,c)... Histogram 29 Hàm trù mật xác suất trong ảnh 255 • Gọi A = ∑ hI ( g ) g =0 Với hI k ( g ) là số pixel trong ảnh Ik (k là thứ tự band của ảnh I) có giá trị g A chính là số điểm ảnh trong I Nếu ảnh có R hàng và C cột, khi đó A = R x C Hàm trù mật xác suất được xác định: 1 pI k ( g ) = hI k ( g ) A k 30 Hàm trù mật xác suất trong ảnh • pband(g) là phần pixel (với một band) trong ảnh có giá trị g • pband(g) là xác... điểm ảnh bằng bảng LUT (Look-up Table) • Nếu ảnh I có 3 band: – a) Các band của ảnh sử dụng chung một bảng LUT hoặc – b) Sử dụng bảng LUT khác nhau cho mỗi band (tùy theo từng bài toán) • a) J = LUT(I) hoặc • b) J(:;:;b) = LUTb(I(:;:;b)) với b=1,2 ,3 16 Ví dụ về bảng LUT 17 Ví dụ về bảng LUT 18 Ví dụ về bảng LUT Bảng LUT được xây dựng, khi sử dụng biến đổi có dùng hàm lũy thừa 19 Xử lý điểm ảnh: Tăng... trong ảnh • Tổng hband(g) của tất cả các g (từ 0 đến 255) trong ảnh = 1 • pband là histogram chuẩn hóa của một band 31 Hàm phân bố xác suất trong ảnh Gọi q = [ q1 q2 q3 ] = I(r,c) là giá trị điểm ảnh ngẫu nhiên được chọn trong I Gọi g là một cấp xám nào đó Khi đó, xác suất để qk ≤ g được xác định bởi: g g g 1 PI k ( g ) = ∑ pI k (γ ) = ∑ hI k (γ ) = A γ =0 γ =0 ∑ h (γ ) γ =0 255 Ik ∑h γ =0 Ik (γ ) 32 ... nó xấp xỉ một hằng nào đó Gọi PI(ɣ) là hàm phân bố xác suất của I Khi đó, J có histogram đúng nếu: J(r,c) = 255 PI[I(r,c)] Khi thao tác, hàm phân bố xác suất có thể sử dụng bảng LUT 34 Xử lý điểm ảnh: Cân bằng Histogram 35 . MÔN XỬ LÝ ẢNHBiên soạn: Dr Ngo Huu Phuc 2Chương 3: Xử lý điểm ảnh Trong chương này xem xét một số khái niệm, kỹ thuật xử lý ảnh: –Khái niệm:•Trong xử lý ảnh, . j++)h[I[i][j]]++; 1 3Xử lý điểm ảnh thông qua hàmẢnh:Pixel:Biến đổi ảnh I sang ảnh J là sự thay thế giá trị g tại vị trí (r,c) trong ảnh I thành giá trị