3.1. Giới thiệu ảnh số
3.1.1. Ảnh số:
Ảnh f(x,y) được miêu tả bằng những mẫu cách đều nhau ở dạng ma trận (N-M):
A
M
N
f
N
f
N
f
M
f
f
f
M
f
f
f
y
x
f
)
1
,
1
(
...
)
1
,
1
(
)
0
,
1
(
...
...
...
...
)
1
,
1
(
...
)
1
,
1
(
)
0
,
1
(
)
1
,
0
(
...
)
1
,
0
(
)
0
,
0
(
)
,
(
Ma trận A được gọi là ảnh số, mỗi thành phần của A được gọi là một thành phần ảnh,
hay pixel, hoặc pel.
Lấy mẫu: chia mặt phẳng xy thành mắt lưới, tọa độ của mỗi mắt lưới là (x, y), trong
đó x,y là số nguyên.
Lượng tử: f được gán bằng một giá trị mức xám G (thực hoặc nguyên).
Trong thực tế, N = 2
n
, M = 2
k
, G = 2
m
. Tổng số bit cần chứa ảnh là: NxMxm
Độ phân giải: mức độ chi tiết điểm ảnh, phục thuộc và số mẫu và số mức xám.
Hình 49. Ảnh 2 chiều
Hình 50. Ảnh động
Màu sắc:
kết
hợp
của 3 màu
RGB
Bộ Môn Viễn Thông-ĐH Bách Khoa TpHCM
TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM XỬ LÝ SỐ TÍN HIỆU
154
Hình 51. Ảnh nhị phân
Hình 52. Ảnh mức xám
Hình 53. Ảnh màu
Bộ Môn Viễn Thông-ĐH Bách Khoa TpHCM
TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM XỬ LÝ SỐ TÍN HIỆU
155
Câu hỏi chuẩn bị:
1. Tính số MB cần để lưu trữ một ảnh màu RGB kích thước 1080x1920.
G=
2. Tính băng thông Mbps cần để truyền một phim HD 1080x1920, tốc độ 30 khung
hình/s, chiều dài 2h.
B=
3.1.2. Tác vụ đại số:
❑ Tác vụ đại số giữa hai pixel p và q: bao gồm các tác vụ cộng, trừ, nhân, chia (thực
hiện trên từng pixel).
❑ Tác vụ mặt nạ (cửa sổ):
9
1
5
i
i
i
p
p
w
p
Với sự chọn lựa thông số w thích hợp, tác vụ có thể được dùng để triệt nhiễu, làm mỏng hay
phát hiện cạnh.
Câu hỏi chuẩn bị:
1. Nếu w
i
=1/9 thì tác vụ là lọc loại gì (thông cao, thông dãy hay thông thấp).
Loại bộ lọc
=
2. Nếu w
i
=1( i≠5) và w
5
=8 thì tác vụ là lọc loại gì (thông cao, thông dãy hay thông
thấp):
Loại bộ lọc
=
p
7
p
4
p
1
p
6
p
3
p
8
p
5
p
2
p
9
w
7
w
4
w
1
w
6
w
3
w
8
w
5
w
2
w
9
Bộ Môn Viễn Thông-ĐH Bách Khoa TpHCM
TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM XỬ LÝ SỐ TÍN HIỆU
156
3.1.3. Các loại nhiễu ảnh:
Hình 54. Một số hàm mật độ xác suất nhiễu
Hình 55. Ảnh gốc
Bộ Môn Viễn Thông-ĐH Bách Khoa TpHCM
TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM XỬ LÝ SỐ TÍN HIỆU
157
Hình 56. Ảnh và phân bố xác suất với các loại nhiễu khác nhau 1.
Hình 57. Ảnh và phân bố xác suất với các loại nhiễu khác nhau 2.
Bộ Môn Viễn Thông-ĐH Bách Khoa TpHCM
TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM XỬ LÝ SỐ TÍN HIỆU
158
Hàm phân bố xác suất (PDF) của biến ngẫu nhiên Gauss được cho bởi:
2
2
2
/
2
1
)
(
z
z
e
z
p
Trong đó σ là variance và là giá trị trung bình.
Hàm phân bố xác suất (PDF) của nhiễu muối tiêu (salt and pepper) được cho bởi:
khác
b
z
P
a
z
P
z
p
b
a
)
(
Trong đó a=0 và b=255 cho ảnh mức xám 8 bit.
Câu hỏi chuẩn bị:
1. Nhiễu Gauss là nhiễu có giá trị liên tục hay rời rạc.
Loại nhiễu=
2. Nhiễu muối tiêu là nhiễu có giá trị liên tục hay rời rạc.
Loại nhiễu=
3.1.4. Các loại bộ lọc theo sắp xếp thứ tự:
Bộ lọc median
xy
S
t
s
t
s
g
median
y
x
f
)
,
(
)
,
(
)
,
(
ˆ
Bộ lọc max
xy
S
t
s
t
s
g
y
x
f
)
,
(
)
,
(
max
)
,
(
ˆ
Bộ lọc min
xy
S
t
s
t
s
g
y
x
f
)
,
(
)
,
(
min
)
,
(
ˆ
Bộ lọc midpoint
xy
xy
S
t
s
S
t
s
t
s
g
t
s
g
y
x
f
)
,
(
)
,
(
)
,
(
min
)
,
(
max
2
1
)
,
(
ˆ
Câu hỏi chuẩn bị:
1. Để loại bỏ nhiễu muối (giá trị mức xám 255), thì có thể sử dụng loại bộ lọc nào ở trên.
Loại bộ lọc
=
Bộ Môn Viễn Thông-ĐH Bách Khoa TpHCM
TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM XỬ LÝ SỐ TÍN HIỆU
159
2. Để loại bỏ nhiễu tiêu (giá trị mức xám 0), thì có thể sử dụng loại bộ lọc nào ở trên:
Loại bộ lọc
=
3. Để loại bỏ nhiễu muối tiêu, thì có thể sử dụng loại bộ lọc nào ở trên:
Loại bộ lọc
=
3.2. Làm sắc nét hình:
Ứng dụng này sử dụng tác vụ đại số để lọc thành phần tần số cao của ảnh bằng cách sử
dụng đạo hàm vi phân. Nếu việc lấy trung bình (tích phân) tương đương với bộ lọc thong
thấp (tác dụng là nhòe hình) thì việc lấy đạo hàm (vi phân) tương ứng với bộ lọc thông
cao. Thành phần tần số cao này được cộng lại với ảnh gốc để được ảnh có tần số cao được
khuyếch đại, làm cho ảnh sắc nét hơn.
Ảnh bên dưới là một ví dụ làm sắc nét hình. Hình hàng trên bên phải là hình gốc, trong
khi hình hàng dưới bên trái là hình nâng sắc nét dùng bộ lọc với mặt nạ bên trái, và hình
hàng dưới bên phải là hình nâng sắc nét dùng bộ lọc với mặt nạ bên phải. Kết quả cho
thấy cả hai hình thu được có độ sắc nét tốt hơn hình gốc.
Bộ Môn Viễn Thông-ĐH Bách Khoa TpHCM
TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM XỬ LÝ SỐ TÍN HIỆU
160
Chia sẻ với bạn bè của bạn: |