Làm nổi ảnh và tách đường biên ảnh part 1

Làm nổi và tách đường biên ảnh 5.1 Chỉ dẫn Các kỹ thuật xử lý ảnh đều quan tâm đến việc làm nổi hoặc tách lấy đường biên ảnh. Đường biên trong một ảnh đen trắng được định nghĩa là các đoạn rời rạc hoặc là thay đổi đột ngột của cường độ mức xám. Sự thay đổi này chứa các thông tin về ảnh, và phần đóng góp của chúng trong phổ ảnh sẽ tìm thấy cuối miền tần số cao....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Làm nổi ảnh và tách đường biên ảnh part 1 Ch­¬ng 5 Lµm næi vµ t¸ch ®­êng biªn ¶nh 5.1 ChØ dÉn C¸c kü thuËt xö lý ¶nh ®Òu quan t©m ®Õn viÖc lµm næi hoÆc t¸ch lÊy ®­êng biªn ¶nh. §­êng biªn trong mét ¶nh ®en tr¾ng ®­îc ®Þnh nghÜa lµ c¸c ®o¹n rêi r¹c hoÆc lµ thay ®æi ®ét ngét cña c­êng ®é møc x¸m. Sù thay ®æi nµy chøa c¸c th«ng tin vÒ ¶nh, vµ phÇn ®ãng gãp cña chóng trong phæ ¶nh sÏ t×m thÊy cuèi miÒn tÇn sè cao. Mét ®­êng biªn ¶nh, trong tr­êng hîp tæng qu¸t cã thÓ tr¶i theo bÊt kú h­íng nµo, vµ cã thÓ biÕn thiªn vÒ c­êng ®é s¸ng. Trong ch­¬ng nµy, chóng ta sÏ lÊy ra ®­êng biªn ¶nh b»ng ®Æc tuyÕn tÇn sè cña chóng. Ta sö dông bé läc FIR ®­îc thiÕt kÕ nh­ bé läc th«ng cao ®èi xøng vßng trßn vµo c«ng viÖc nµy. Sau ®ã, ta sÏ ®­a ra mét sè phÐp xö lý ®­êng biªn lÊy tõ ®Æc tuyÕn kh«ng gian cña ®­êng biªn ¶nh. 5.2 Lµm næi ®­êng biªn ¶nh qua bé läc FIR V× ®­êng biªn ¶nh chiÕm ë d¶i tÇn sè cao trong phæ cña ¶nh, nªn ta cã thÓ lµm næi hoÆc t¸ch ®­êng biªn ¶nh qua bé läc th«ng cao. Dïng cho chøc n¨ng nµy, ta cã thÓ dïng bé läc t­¬ng ph¶n pha cã ®iÓm c¾t tÇn sè ®ñ cao ®Ó lµm næi ®­êng biªn ¶nh vµ lµm mê c¸c chi tiÕt kh¸c cña ¶nh cã tÇn sè thÊp. VÊn ®Ò ®Æt ra lµ chóng ta t×m ra ®iÓm c¾t tÇn sè nµy nh­ thÕ nµo. §iÓm nµy ®­îc t×m ra b»ng ph­¬ng ph¸p thö nghiÖm vµ ®iÒu chØnh dÇn dÇn. VÝ dô, ta cã thÓ sö dông ¶nh ®· qua bé läc trung vÞ ë h×nh 4.19 trong ch­¬ng 4, ¶nh nµy thu ®­îc khi sö dông l­îc ®å møc x¸m vµ läc trung vÞ trªn ¶nh ISLAM.IMG cã trªn ®Üa ®i kÌm theo. H×nh 5.1a vµ h×nh 5.1b cho kÕt qu¶ dïng PCF thiÕt kÕ nh­ läc FIR kÝch th­íc 5  5 víi c¸c ®iÓm c¾t c lµ 1.7 vµ 2.0. C¸c kÕt qu¶ cho thÊy lµ trong tr­êng hîp nµy ®­êng biªn ¶nh næi tréi víi  c = 2.0 . Mét ph­¬ng ph¸p kh¸c hay dïng ®Ó lµm næi ®­êng biªn ¶nh lµ dïng bé läc Laplace, ®Þnh nghÜa nh­ sau:  2 f ( x , y )  2 f ( x, y ) (5.1)  2 f ( x, y )   2x 2 y ë ®©y f(x,y) lµ hµm c­êng ®é cña ¶nh. §Æc tÝnh tÇn sè cña Laplace ®­îc ®Þnh nghÜa nh­ sau: 62 H ( 1 , 2 )   12   2 2 (5.2) §Ó hiÓu ho¹t ®éng cña ph­¬ng ph¸p Laplace trong viÖc trÝch ra ®­êng biªn, xem s¬ ®å vÝ dô h×nh 5.2. Chóng lµ sù ®¬n gi¶n ho¸ s­ên ©m vµ s­ên d­¬ng ®­êng biªn. H×nh 5.1 (a) KÕt qu¶ sö dông bé läc PCF víi  c  1.7 . (b) KÕt qu¶ sö dông läc PCF víi  c  2.0 . 63 H×nh 5.2 §¹o hµm bËc nhÊt vµ bËc hai cña ®­êng biªn. Râ rµng lµ ®¹o hµm bËc hai cã thÓ dïng ®Ó ph¸t hiÖn ®­êng biªn ¶nh. Th«ng th­êng, c¸c ®iÓm c¾t zero cña ®¹o hµm bËc hai lµ n¬i cã ®­êng biªn ¶nh. CÇn ph¶i nhí r»ng ®¹o hµm cña mét hµm hai biÕn t¹i bÊt kú ®iÓm nµo còng phô thuéc vµo h­íng lÊy ®¹o hµm. C¸c bé läc FIR cã thÓ dïng xÊp xØ mét Laplace bëi dïng hµm cho bëi biÓu thøc (5.2) nh­ hµm läc trong ch­¬ng 2, ch­¬ng tr×nh 2.1 (hµm H(w1,w2)). ¶nh trong h×nh 5.3 cho ta kÕt qu¶ dïng Laplace thiÕt kÕ nh­ mét bé läc FIR 9  9 trªn ¶nh cho trong h×nh 4.19. Bµi tËp 5.1 ViÕt mét ch­¬ng tr×nh dïng ®Ó t¸ch ®­êng biªn ¶nh dïng: 1. Bé läc th«ng cao t­¬ng ph¶n pha dïng nh­ mét bé läc FIR. 2. Mét hµm Laplace dïng nh­ mét bé läc FIR. 5.3 T¸ch ®­êng biªn ¶nh qua c¸ch tiÕp cËn kho¶ng c¸ch Dïng ®Æc tuyÕn kho¶ng c¸ch ®­êng biªn, chóng ta cã thÓ ®­a ra mét sè c¸ch tiÕp cËn ®Ó ph¸t hiÖn ra ®­êng biªn. §Ó cung cÊp c¬ së vÒ kü thuËt nµy, chóng ta sÏ b¾t ®Çu xem xÐt mÉu sau ®©y: -1 2 -1 -1 2 -1 -1 2 -1 H×nh 5.3 KÕt qu¶ cña läc ¶nh trªn ¶nh h×nh 4.19. 64 Gi¶ sö r»ng, trong tr­êng hîp nµy, ¶nh chØ cã hai møc x¸m lµ 0 vµ 1, vµ mét ®­êng biªn däc ¶nh cã chiÒu dµi tèi thiÓu lµ 3 ®iÓm ë mét n¬i nµo ®ã trªn ¶nh. §Ó t¸ch lÊy ®­êng biªn däc ¶nh th× chóng ta ph¶i chång lªn vµ quÐt mÉu lªn trªn bÒ mÆt ¶nh. T¹i bÊt kú vïng nµo chóng ta nh©n phÇn tö chøa trong mÉu víi víi møc x¸m t­¬ng øng ®­îc che bëi mçi phÇn tö cña mÉu, sau ®ã tÝnh tæng c¸c kÕt qu¶. Bëi v× tæng cña tÊt c¶ c¸c phÇn tö cña mÉu b»ng kh«ng, kÕt qu¶ sÏ lµ kh«ng cho nÒn vµ kh¸c kh«ng cho c¸c n¬i kh¸c. NÕu cét gi÷a cña mÉu trïng víi mét ®­êng biªn cã Ýt nhÊt ba ®iÓm theo chiÒu cao, cét gi÷a vµ ph¶i che c¸c gi¸ trÞ 1, cét tr¸i che c¸c gi¸ trÞ 0, chóng ta cã gi¸ trÞ lµ 3, theo (-1* 0) + (-1* 0) + (-1* 0) + 2*1 + 2* 1 + 2* 1 + (-1* 1) + (-1* 1) + (-1* 1) = 3 ThuËt to¸n trªn cã thÓ biÓu diÔn b»ng biÓu thøc sa ...