Xử lý ảnh - chương 2

Chương này giới thiệu quá trình thu nhận ảnh cũng như các thiết bị dùng trong hệ thống xử lý ảnh. Tiếp theo là quá trình lấy mẫu và lượng tử hoá ảnh. Đồng thời cũng giới thiệu một số phương pháp biểu diễn ảnh, các kiểu tệp và cấu trúc của chúng dùng trong lưu trữ ảnh như .IMG, .PCX,TIFF,.... Cuối cùng, trình bày nguyên tắc tái hiện ảnh gồm các kỹ thuật Bayer Dithering, Rylander Pattern Matrix.......
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xử lý ảnh - chương 2 Ch¬ng Hai: thu nhËn ¶nh 2 thu nhËn ¶nh image representation and modeling Ch¬ng nµy giíi thiÖu qu¸ tr×nh thu nhËn ¶nh còng nh c¸c thiÕt bÞ dïngtrong hÖ thèng xö lý ¶nh. TiÕp theo lµ qu¸ tr×nh lÊy mÉu vµ l îng tö ho¸ ¶nh.§ång thêi còng giíi thiÖu mét sè ph ¬ng ph¸p biÓu diÔn ¶nh, c¸c kiÓu tÖp vµ cÊutróc cña chóng dïng trong l u tr÷ ¶nh nh .IMG, .PCX,TIFF,.... Cuèi cïng, tr×nh bµynguyªn t¾c t¸i hiÖn ¶nh gåm c¸c kü thuËt Bayer Dithering, Rylander PatternMatrix....2.1 c¸c thiÕt bÞ thu nhËn ¶nh vµ kü thuËt ph©n tÝch mµu2.1.1 ThiÕt bÞ thu nhËn ¶nh Mét hÖ thèng xö lý ¶nh cã thÓ trang bÞ kÌm theo c¸c hÖ thèng th«ng tin®Þa lý - GIS ( G eographical Information System) hay hÖ MORPHO(gi¸ kho¶ng7®Õn 8 triÖu USD) hoÆc cã thÓ lµ hÖ thèng m¸y tÝnh c¸. C¸c thiÕt bÞ thu ¶nhth«ng th êng gåm m¸y quay (camera) céng víi bé chuyÓn ®æi t ¬ng tù sèAD(Analog to Digital) hoÆc m¸y quÐt (scanner) chuyªn dông. C¸c thiÕt bÞ thu nhËn ¶nh nµy cã thÓ cho ¶nh tr¾ng ®en B/W (Black &White) víi mËt ®é tõ 400 ®Õn 1600 dpi (dot per inch) hoÆc ¶nh mµu 600 dpi.Víi ¶nh B/W møc mµu z lµ 0 hoÆc 1. Víi ¶nh ®a cÊp x¸m, møc x¸m biÕn thiªn tõ0 ®Õn 255. ¶nh mµu, mçi ®iÓm ¶nh l u tr÷ trong 3 bytes vµ do ®ã ta cã 2 8x3 =224 mµu (cì 16, 7 triÖu mµu). Khi dïng scanner, mét dßng photodiot sÏ quÐt ngang ¶nh (quÐt theohµng) vµ cho ¶nh víi ®é ph©n gi¶i ngang kh¸ tèt. §Çu ra cña scanner lµ ¶nh matrËn sè mµ ta quen gäi lµ b¶n ®å ¶nh (¶nh Bitmap). Bé sè ho¸ (digitalizer) sÏ t¹o¶nh vector cã híng.NhËp m«n xö lý ¶nh sè - §HBK Hµ néi 10 Ch¬ng Hai: thu nhËn ¶nh Trong xö lý ¶nh b»ng m¸y tÝnh, ta kh«ng thÓ kh«ng nãi ®Õn thiÕt bÞmonitor (mµn h×nh) ®Ó hiÖn ¶nh. Monitor cã nhiÒu lo¹i kh¸c nhau: - CGA : 640 x 320 x 16 mµu, - EGA : 640 x 350 x 16 mµu, - VGA : 640 x 480 x 16 mµu, - SVGA: 1024 x 768 x 256 mµu. Víi ¶nh mµu, cã nhiÒu c¸ch tæ hîp mµu kh¸c nhau. Theo lý thuyÕt mµudo Thomas ® a ra tõ n¨m 1802, mäi mµu ®Òu cã thÓ tæ hîp tõ 3 mµu c¬ b¶n:Red (®á), Green (lôc) vµ Blue (l¬). ThiÕt bÞ ra ¶nh cã thÓ lµ m¸y in ®en tr¾ng, m¸y in mµu hay m¸y vÏ(ploter). M¸y vÏ còng cã nhiÒu lo¹i: lo¹i dïng bót, lo¹i phun mùc.Nh×n chung, c¸c hÖ thèng thu nhËn ¶nh thùc hiÖn 2 qu¸ tr×nh: - C¶m biÕn: biÕn ®æi n¨ng l îng quang häc (¸nh s¸ng) thµnh n¨ng l îng®iÖn. Tæng hîp n¨ng l îng ®iÖn thµnh ¶nh. -2.1.2 BiÓu diÔn mµu ¸nh s¸ng mµu lµ tæ hîp cña ¸nh s¸ng ®¬n s¾c. M¾t ng êi chØ cã thÓ c¶mnhËn ®îc vµi chôc mµu, song l¹i cã thÓ ph©n biÖt ® îc tíi hµng ngµn mµu. Cã 3thuéc tÝnh chñ yÕu trong c¶m nhËn mµu: - Brightness: s¾c mµu, cßn gäi lµ ®é chãi. - Hue : s¾c l îng, cßn gäi lµ s¾c th¸i mµu. - Saturation: ®é b·o hoµ Víi nguån s¸ng ®¬n s¾c, ®é hue t¬ng øng víi b íc sãng λ. §é b·o hoµ thay®æi nhanh nÕu ta thªm l îng ¸nh s¸ng tr¾ng. H×nh 2.1 m« t¶ mèi liªn quan gi÷ac¸c ®¹i lîng trªn vµ 3 mµu chñ yÕu R, G vµ B. Víi mét ®iÓm W* cè ®Þnh, c¸c kÝ hiÖu G, R, B chØ vÞ trÝ t ¬ng ®èi cñac¸c phæ mµu ®á, lôc vµ l¬. Do sù t¸n s¾c ¸nh s¸ng (øng víi khai triÓn Fourier)mµ ta nh×n râ mµu. Theo Maxwell, trong vâng m¹c m¾t cã 3 lo¹i tÕ bµo h×nhnãn c¶m thô 3 mµu c¬ b¶n øng víi 3 phæ hÊp thô S1( λ), S2( λ) vµ S3( λ).NhËp m«n xö lý ¶nh sè - §HBK Hµ néi 11 Ch¬ng Hai: thu nhËn ¶nh White - Mét mµu bÊt kú sÏ lµ mét ®iÓm lines of greysW* trªn vßng trßn.Hue S - NÕu White vµ Black lµ nh S GR nhau th× ® êng trßn lµ lín nhÊt vµ R lµ ®iÓm b·o hoµ. B - S thay ®æi theo b¸n kÝnhSaturation - H thay ®æi theo gãc θ - W* lµ s½c mµu Black H×nh 2.1. HÖ to¹ ®émµu RGB λmin = 380 nm; λ max = 780 nm. S1(λ) S2( λ) S3( λ) 100 80 60NhËp m«n xö lý ¶nh sè - §HBK Hµ néi 12 Ch¬ng Hai: thu nhËn ¶nh 40 20 0 400 ...