TÌM HIỂU POINT OPERATIONS TRONG XỬ LÝ ẢNH

Uniduc JSC - 2020-03-18 19:25:47 | 143 lượt xem

Mục lục

Đôi khi, hình ảnh được chụp từ máy ảnh có thể cung cấp chất lượng thấp, điều này thường xuyên xảy ra trong điều kiện ánh sáng không đảm bảo (quá sáng hoặc quá tối). Để giải quyết vấn đề này, cách thông dụng nhất trong việc xử lý các bức ảnh có chất lượng thấp là chúng ta sẽ thực hiện chỉnh sửa trên từng điểm ảnh. Phương pháp này gọi là Point Operation.

Point Operation là gì?

Point Operation là một phương pháp xử lý ảnh mà không làm thay đổi kích thước của ảnh, hình dạng và cấu trúc cục bộ của hình ảnh. Một pixel sau khi được chỉnh sửa sẽ phụ thuộc vào pixel trước đó thông một hàm f(a). Hàm f(a) sẽ có 2 loại:

       - Hàm f(a) không phụ thuộc vào tọa độ điểm ảnh, thường được gọi là  homogeneous

       - Hàm f(a) có phụ thuộc vào tọa độ điểm ảnh, thường được gọi là nonhomogeneous

Trong bài viết hôm nay, chúng ta sẽ tìm hiểu về homogeneous point operator và một số hàm point operator thường được sử dụng nhất gồm:

       -  Changing contrast and brightness

       - Automatic Contrast Adjustment

       - Better Auto-contrast

       - Gamma correction 

       - Histogram Equalization

       - Histogram Specification

       - Changing contrast and brightness

Chúng ta cùng đi đến phương pháp đầu tiên cũng là phương pháp dễ nhất, chính là thay đổi độ sáng và độ tương phản. Trong phương pháp này, sẽ có 2 phần là chúng ta điều chỉnh độ tương phản và điều chỉnh độ sáng. Để điều chỉnh độ tương phản, đơn giản chúng ta chỉ cần nhân giá trị pixel với một lượng α. Đối với độ sáng thì ta cộng giá trị pixel với một lượng β. Như vậy khi kết hợp lại thì chúng ta có một hàm thay đổi độ sáng và độ tương phản

Việc implement cũng khá là đơn giản, chúng ta chỉ việc lấy từng giá trị trong ảnh và cho qua hàm g(x), và các giá trị không được vượt quá khoản [0;255]. Chúng ta cùng xem code bên dưới.

Automatic Contrast Adjustment

Điều chỉnh độ tương phản tự động là phương pháp để ánh xạ cường độ thấp nhất và cường độ cao nhất được tìm thấy trong ảnh đến cường độ tối thiểu và tối đa của dải cường độ đầy đủ tương ứng [0; 255]. Chức năng ánh xạ của Điều chỉnh độ tương phản tự động được định nghĩa là:

Better Auto-contrast

Cường độ cao nhất và cường độ thấp nhất có thể là nhiễu của hình ảnh. Chúng ta cần loại trừ những nhiễu này bằng cách bão hòa cường độ của hình ảnh bằng cách sử dụng lượng tử. Và nó có thể được tính từ phương trình dưới đây.

Trong đó H(i) là hàm biểu đồ tích lũy của pixel giá trị i

Và phương trình ánh xạ được định nghĩa là

Gamma correction

Gamma correction có thể được sử dụng để điều chỉnh độ sáng của hình ảnh bằng cách sử dụng chuyển đổi phi tuyến tính giữa các giá trị đầu vào và giá trị đầu ra được ánh xạ

Vì mối quan hệ này là phi tuyến tính, hiệu ứng sẽ không giống nhau cho tất cả các pixel và sẽ phụ thuộc vào giá trị ban đầu của chúng.

Khi γ<1, các vùng tối ban đầu sẽ sáng hơn trong khi nó ngược lại với γ>1.

Histogram Equalization

Nhiệm vụ này thực hiện để làm cho sự khác biệt giữa hai hình ảnh dễ so sánh và sử dụng trong các ấn phẩm in. Nguyên tắc là ánh xạ biểu đồ hình ảnh đến một phân phối đều. Hàm ánh xạ được định nghĩa là:

Trong đó H (x)là biểu đồ tích lũy của giá trị pixel x. K là giá trị cường độ tối đa và MN là cường độ tích lũy mới nhất

Histogram Specification

Nhiệm vụ này tương tự như cân bằng biểu đồ nhưng mục đích của quá trình này là ánh xạ chức năng phân phối của biểu đồ vào phân phối tham chiếu. Để độc lập với kích thước hình ảnh, cường độ hình ảnh cần được chuẩn hóa thành phạm vi 0 mộc1. Biểu đồ chuẩn hóa được hiểu là hàm mật độ xác suất (pdf) của quá trình ngẫu nhiên. Trong đó p (i) là xác suất cho giá trị pixel i và h (i) là tổng của tất cả giá trị cường độ. Vì vậy, tổng của tất cả các hàm xác suất bằng 1.

H (i) được định nghĩa là biểu đồ tích lũy và đối tác thống kê của H (i) là hàm phân phối rời rạc P(). Đây còn được gọi là hàm phân phối tích lũy (cdf).

Nguyên tắc của histogram specification

Như trong hình, chúng ta cần ánh xạ pdf của hình ảnh A sang hình ảnh tham chiếu R. Chúng ta thu được giá trị pixel mới a' như sau:

Vì vậy, chức năng ánh xạ được định nghĩa là

Kết luận 

Point Operator là rất hữu ích để tăng chất lượng hình ảnh. Tuy nhiên, không có chức năng duy nhất để sửa đổi hình ảnh, một trong số đó được gọi là Bộ lọc Bộ lọc. Tôi sẽ giới thiệu cho bạn thêm thông tin trong chương tiếp theo. Hẹn sớm gặp lại.

Chúc bạn thành đạt trong công việc và hạnh phúc trong cuộc sống!

UNIDUC - Chuyên Robot, Dây Chuyền Sản Xuất Công Nghiệp tự động

  • Địa chỉ: 22 Đường 54, Thảo Điền, Quận 2, TP Hồ Chí Minh, Việt Nam
  • Hotline Tư Vấn Miễn Phí: 089 6688 629 (Mr Đức)
  • Email: [email protected]
  • Website: https://uniduc.com/vi/

Đăng kí nhận tin mới



Đánh giá bài viết

0%

0 Tổng người đánh giá
5
0%
4
0%
3
0%
2
0%
1
0%