Bài giảng Xử lý ảnh số - Phân tích ảnh (Xử lý ảnh nhị phân)

Nội dung text: Bài giảng Xử lý ảnh số - Phân tích ảnh (Xử lý ảnh nhị phân)

1. Xử lý ảnh số Phân tích ảnh Xử lý ảnh nhị phân Chương trình dành cho kỹ sư CNTT Nguyễn Linh Giang
2. Xử lý ảnh nhị phân •Kháiniệm ảnh nhị phân; • Các toán tử hình thái; •Tìmxương và làm mảnh ảnh; •Biểudiễncấutrúc.
3. Khái niệm ảnh nhị phân • Ảnh nhị phân – Điểmthuộc đốitượng ảnh: có giá trị ‘1’ - điểm đen; – Điểmthuộc phông nền: có giá trị ‘0’ - điểmtrắng. – Ảnh nhị phân nhận đượctừảnh đơnsắcbằng phép lấy ngưỡng; ⎧ 1if⎪ s ( m ,≥ ) nθ u(,) m= n ⎨ ⎪ 0if⎩ s ( m ,< ) nθ – Đốitượng trong ảnh nhị phân là tậphợpcácđiểm đen ⎪⎧ ⎪⎫ B s=(⎨ m , ) n ∈ : S (= )u⎬ s 1 ⎩⎪ ⎭⎪
4. Khái niệm ảnh nhị phân •Biểudiễn mã hoá ảnh nhị phân –Mãhóađường biên bằng chuỗivector -ảnh vector; – Mã hoá vùng dựatrêncấutrúccâytứ phân; –Mãhoádựa trên khuôn dạng ảnh đamứcxám. •Xử lý ảnh nhị phân –Xử lý ký hiệu; –Xử lý cấutrúchìnhhọc đốitượng; –Cở sở của các phương pháp xử lý: •Lýthuyếttậphợp; • Đạisố logic; •Lýthuyết đồ thị,
5. Khái niệm ảnh nhị phân •Cácphương pháp xử lý ảnh nhị phân – Các toán tử hình thái: biếnhìnhtheolựachọn; –Xương ảnh và các phương pháp tìm xương ảnh và làm mảnh ảnh; –Xâydựng mô hình biểudiễnhìnhdạng đốitượng ảnh; – Các phép biến đổibiểudiễnhìnhdạng: • Phép biến đổi Hough •Biểudiễn đặctrưng theo các đặctả Fourier; •Tríchtrọn các đặctrưng hình dạng; •Nhậndạng đốitượng ảnh và phân tích cảnh (thị giác máy)
6. Các toán tử hình thái •Hìnhtháihọc: –Lànhánhcủasinhhọc, quan tâm tớihìnhdạng và cấutrúccủa các cơ quan và không bàn tớichứcnăng của chúng • Hình thái toán học: –Làcôngcụ toán học để xử lý hình dạng trong ảnh. –Những đốitượng hình dạng ảnh bao gồm: đường biên, xương ảnh, bao lồi, –Sử dụng các hướng tiếpcậntheolýthuyếttậphợp
7. Các toán tử hình thái •Mộtsố phép toán tậphợp đốivới ảnh –Phéphợp; –Phépgiao; – Phép hiệu; –Lấyphầnbù – Phép chuyểndịch (A)z = { c| c = a + z, for a ∈A } – Đốixứng B=ˆ w|{} w = , − b for b ∈ B
8. Các toán tử hình thái • Các phép toán lo-gic đốivới ảnh nhị phân
9. Các toán tử hình thái •Toántử cửasổ: {Wfxy ( , )} {= fxxyy (− ' ,− ' ); ∈ ( xyxy ' , ' ) P } Pxy là phầntử cấutrúc •Mộtsố dạng phầntử cấutrúc
10. Các toán tử hình thái • Phép giãn ( Dilation ) –P: phầntử cấutrúc ˆ A⊕ P ={ z| ( )z P ∩ ≠ A} ∅ ˆ =z{}| P[]()z ∩ A ∈ A OR[= { W ( f , x )}] y •Hiệu ứng củaphépgiãn: –Tăng kích thướccủa đốitượng có kích thướcbằng 1; –Làmtrơn đường biên đốitượng; – Xóa các lỗ hỏng và các đoạn đứtgãy
11. Các toán tử hình thái • Phép co ( bào mòn - Erosion ) A PΘ = { z| ( )z P⊆ } A AND=[ { W ( , f x )}] y •Hiệu ứng của phép co: – Co kích thướccủacácđốitượng mộtgiátrị; – Làm trơn đường biên đốitượng; –Loạibỏ các nhiễunhỏ trên đốitượng
12. Các toán tử hình thái •Quanhệ giữacácphépgiãnvàphépco: –Quanhệ thuậnnghịch:phép co là phép giãn củanền APAPΘ( )c =c ˆ ⊕ dilate (f ,W) = NOT[ erode( NOT[ f], W)] erode (f,W) = NOT [dilate(NOT[ f], W)] – Phép co không phải là phép toán ngượccủa phép giãn: f (x, y) ≠ erode( dilate (f, W), W) ≠ dilate( erode( f, W), W) • Là các phép tuyếntínhbấtbiếndịch
13. Các toán tử hình thái •Vídụ phép giãn: Kích thước Phép giãn Phép giãn 178x178 vớiphầntử vớiphầntử cấutrúc3x3 cấutrúc7x7
14. Các toán tử hình thái •Vídụ hoạt động của các toán tử hình thái
15. Các toán tử hình thái •Vídụ hoạt động của các toán tử hình thái
16. Các toán tử hình thái • Ứng dụng của các toán tử hình thái: –Xácđịnh đường biên bằng các toán tử hình thái; – Làm mảnh ảnh; – Làm dày ảnh; –Tìmxương ảnh