Xu_ly_anh.pdf

Câu 1: Các bước xử lý ảnh là:

Thu nhận ảnh: có thể nhận được qua camera màu hoặc đen trắng, đây là loại ảnh tương tự. Tiền xử lý: sau bộ phận thu nhận ảnh,ảnh có thể bị nhiễu hoặc độ tương phản thấp nên cần đưa vào bộ tiền xử lý để nâng cao chất lượng ảnh . Chức năng: lọc nhiễu, tăng hoặc giảm độ tương phản. Phân đoạn ảnh : là tách ảnh đầu vào thành các vùng để biểu diễn , phân tích và nhận dạng ảnh. Biểu diễn ảnh : các vật thể sau khi được phân đoạn có thể được mô tả dưới dạng chuỗi các điểm và biểu diễn ảnh thường được sử dụng khi ta quan tâm đến đặc tính bên trong của vùng ảnh . Vd : đường cong , hình dạng … quá trình biểu diễn ảnh là việc biến đổi các số liệu của ảnh thành dạng thích hợp và cần thiết cho quá trình xử lý bằng máy tính . Nhận dạng và nội suy : là quá trình phân loại vật thể dựa trên cơ sở các chi tiết mô tả vật thể và nhận dạng ảnh là quá trình xác định ảnh và quá trình này thu được băng cách so sánh với mẫu đã được lưu trữ từ trước. Cơ sở tri thức : các quá trình xử lý liệt kê trong hình thức xử lý ảnh . được thực hiện dưới sự giám sát và thực hiện dựa trên cơ sở các kiến thức về lĩnh vực xử lý ảnh . Câu 2: Khái niệm về điểm ảnh, độ phân giải của ảnh, mức xám, các thang giá trị mức xám 1. Điểm ảnh(Pixel) là một phần tử của ảnh số tại toạ độ (x, y) với độ xám hoặc màu nhất định. Kích thước và khoảng cách giữa các điểm ảnh đó được chọn thích

hợp sao cho mắt người cảm nhận sự liên tục về không gian và mức xám (hoặc màu) của ảnh số gần như ảnh thật. Mỗi phần tử trong ma trận được gọi là một phần tử ảnh. 2. Độ phân giải của ảnh Định nghĩa: Độ phân giải (Resolution) của ảnh là mật độ điểm ảnh được ấn định trên một ảnh số được hiển thị. Theo định nghĩa, khoảng cách giữa các điểm ảnh phải được chọn sao cho mắt người vẫn thấy được sự liên tục của ảnh. Việc lựa chọn khoảng cách thích hợp tạo nên một mật độ phân bổ, đó chính là độ phân giải và được phân bố theo trục x và y trong không gian hai chiều. Ví dụ: Độ phân giải của ảnh trên màn hình CGA (Color GraphicAdaptor) là một lưới điểm theo chiều ngang màn hình: 320 điểm chiều dọc * 200 điểm ảnh (320*200). Rõ ràng, cùng màn hình CGA 12” ta nhận thấy mịn hơn màn hình CGA 17” độ phân giải 320*200. Lư do: cùng một mật độ (độ phân giải) nhưng diện tích màn hình rộng hơn thì độ mịn (liên tục của các điểm) kém hơn. 3. Mức xám của điểm ảnh là cường độ sáng của nó được gán bằng giá trị số tại điểm đó. 4. Các thang giá trị mức xám thông thường : 16, 32, 64, 128, 256 (Mức 256 là mức phổ dụng. Lư do: từ kỹ thuật máy tính dùng 1 byte (8 bit) để biểu diễn mức xám: Mức xám dùng 1 byte biểu diễn: 2 8=256 mức, tức là từ 0 đến 255). Câu 3: Khái niệm về ảnh, kỹ thuật xử lý ảnh ,các lân cận của điểm ảnh các mối liên kết của điểm ảnh Ảnh: là tập hợp hữu hạn các điểm ảnh kề nhau, Ảnh thường được biểu diễn bằng ma trận 2 chiều, mỗi phần tử của ma trận tương ứng với 1 điểm ảnh. Kỹ thuật xử lý ảnh: là quá trình biến đổi 1 hình ảnh bằng 1 hình ảnh khác bằng máy tính điện tử 1 cách tự động.phụ thuộc vào mục đích của người sử dụng. Các lân cận của điểm ảnh (Image Neighbors) * Giả sử có điểm ảnh p tại toạ độ (x, y). p có 4 điểm lân cận gần nhất theo chiều đứng và ngang (có thể coi như lân cận 4 hướng chính: Đông , Tây, Nam, Bắc). {(x-1, y); (x, y-1); (x, y+1); (x+1, y)} = N4(p) trong đó: số 1 là giá trị logic; N 4(p) tập 4 điểm lân cận của p.

* Giả sử có điểm ảnh p tại toạ độ (x, y). p có 4 điểm lân cận gần nhất theo chiều đứng và ngang (có thể coi như lân cận 4 hướng chính: Đông, Tây, Nam, Bắc). {(x-1, y); (x, y-1); (x, y+1); (x+1, y)} = N4(p) trong đó: số 1 là giá trị logic; N 4(p) tập 4 điểm lân cận của p. * Các lân cận chéo: Các điểm lân cận chéo N P(p) (Có thể coi lân cận chéo la 4 hướng: Đông-Nam, Đông-Bắc, Tây-Nam, Tây-Bắc) Np(p) = { (x+1, y+1); (x+1, y-1); (x-1, y+1); (x-1, y-1)} * Tập kết hợp: N8(p) = N4(p) + NP(p) là tập hợp 8 lân cận của điểm ảnh p. * Chú ý: Nếu (x, y) nằm ở biên (mép) ảnh; một số điểm sẽ nằm ngoài ảnh. 4, Các mối liên kết điểm ảnh. Các mối liên kết được sử dụng để xác định giới hạn (Boundaries) của đối tượng vật thể hoặc xác định vùng trong một ảnh. Một liên kết được đặc trưng bởi tính liền kề giữa các điểm và mức xám của chúng. Giả sử V là tập các giá trị mức xám. Một ảnh có các giá trị cường độ sáng từ thang mức xám từ 32 đến 64 được mô tả như sau : V={32, 33, … , 63, 64}. Có 3 loại liên kết. * Liên kết 4: Hai điểm ảnh p và q được nói là liên kết 4 với các giá trị cường độ sáng V nếu q nằm trong một các lân cận của p, tức q thuộc N4(p) * Liên kết 8: Hai điểm ảnh p và q nằm trong một các lân cận 8 của p, tức q thuộc N8(p) * Liên kết m (liên kết hỗn hợp): Hai điểm ảnh p và q với các giá trị cường độ sáng V được nói là liên kết m nếu. 1. q thuộc N4(p) hoặc 2. q thuộc NP(p) Câu 4 :nêu các thành phần cơ bản trong hệ thống xử lý ảnh ,giải thích

Thiết bị thu nhận ảnh : Là thiết bị biến đổi quang điện , cho phép biến đổi hình ảnh quang học thàn tín hiệu dưới dạng analog hay trực tiếp dưới dạng số. Có nhiều dạng cảm biến cho phép làm việc với ánh sáng nhìn thấy hoặc hồng ngoại .Hai loại thiết bị biến đổi quang – điện chủ yếu thường được sử dụng là đèn ghi hình điện tử và chip CCD ( Charge Couple Device – linh kiện ghép điện tích) . Bộ nhớ trong và bộ nhớ ngoài : Trong các hệ thống xử lý ảnh số thường có dung lượng rất lớn dùng để lưu trữ ảnh tĩnh và động dưới dạng số . Ví dụ , để lưu trữ mộ ảnh số đen trắng kích thước 1024x1024 điểm , mỗi điểm được mã hóa bằng 8 bits cần bộ nhớ ~1MB. Để lưu một ảnh màu không nén , dung lượng bộ nhớ phải tăng lên gấp 3 . Bộ nhớ số trong hệ thống xử lý ảnh có thể chia làm 3 loại : 1. Bộ nhớ đệm trong máy tính để lưu ảnh trong quá trình xử lý . Bộ nhớ này có khả năng ghi / đọc rất nhanh (ví dụ 25 hình /s) . 2. Bộ nhớ ngoài có tốc độ truy cập tương đối nhanh , dùng để lưu thông tin thường dùng .Các bộ nhớ ngoài có thể là ổ cứng , thẻ nhớ . thẻ nhớ flash .v.v.. 3. Bộ nhớ dùng để lưu trữ dữ liệu .Loại bộ nhớ này thường có dung lượng lớn, tốc độ truy cập không cao.Thông dụng là đĩa quang ghi 1 lần (ROM) hoặc nhiều lần (ROM) như đĩa DVD có dung lượng 4.7 GB(một mặt ) . Ngoài ra trong hệ thống xửa láy ảnh còn sử dụng các thiết bị cho phép lưu ảnh trên các vật liệu khác như giấy in , công nghê nung nóng v.v.. Bộ xử lý ảnh chuyên dụng : Sử dụng chip xử lý ảnh chuyên dụng , có khẳ năng thực hiện nhanh các lệnh trong xử kýa ảnh . Cho phép thực hiện các quá tình xửa lý ảnh như lọc , làm nổi dường bao , ném và giait thik video sô v.v.. Trong bộ xử lý thường thường tích hợp hợp bộ nhớ đệm có tốc độ cao. Màn hình hiển thị :Hệ thống biến đổi điện –quang hay đèn hình ( đen trắng cũng như màu ) có nhiêm vụ biến đổi tín hiệu điện có chứa thông tin của ảnh ( tín hiệu video ) thành hình ảnh trên màn hình . Có hai dạng display được sử dụng rộng rãi là đèn hình CRT ( Cathode – Ray Tube ) và màn hình tinh thể lỏng LCD ( Liquid Crystal Display ) . Đèn hình CRT thường có khả năng hiển thị màu sắc tốt hơn

màn hình LCD nên được dùng phổ biến trong các hệ thống xử lý ảnh chuyên nghiệp. Máy tính : Có thể là máy tính đề bàn cũng như siêu máy tính có chức năng điều khiển tất cả các bộ phận chức năng trong hệ thống xử lý ảnh số. Một hệ thống xử lý ảnh cơ bản có thể gồm : Máy tính cá nhân kèm theo vi mạch chuyển đổi đồ họa VGA hoặc SVGA , đĩa chứa các ảnh dùng để kiểm tra các thuật toán va một màn hình có hỗ trợ VGA hoặc SVGA .Nếu điều kiện cho phép , nên có một hệ thống như hình 1.4 bao gồm một máy tính PC kèm theo thiết bị xử lý ảnh .Nối với cổng vào cua thiết bị thu nhận ảnh là một video camera , và cổng ra nối với một màn hình . Thực tế , phần lớn các nghiên cứu của chúng ta được đưa ra trên ảnh xức xám ( ảnh đen trăng ) . Bởi vậy , hệ thống sẽ bao gồm một thiết bị xử lý ảnh đen trắng và một màn hình đen trắng. Câu 6: Nêu các khái niệm cơ bản về ảnh số Ảnh số là tập hợp các điểm ảnh với mức xám phù hợp dùng để mô tả ảnh gần với ảnh thật. Ảnh đen trắng: là ảnh có hai màu đen, trắng (không chứa màu khác) với mức xám ở các điểm ảnh có thể khác nhau. Ảnh nhị phân: ảnh chỉ có 2 mức đen trắng phân biệt tức dùng 1 bit mô tả 21 mức khác nhau. Nói cách khác: mỗi điểm ảnh của ảnh nhị phân chỉ có thể là 0 hoặc 1 Ảnh xám: giá trị mức xám của các điểm ảnh được biểu diễn bằng 8 bit(giá trị từ 0 -255) Ảnh màu: trong khuôn khổ lư thuyết ba màu (Red, Blue, Green) để tạo nên thế giới màu, người ta thường dùng 3 byte để mô tả mức màu, khi đó các giá trị màu: 2 8*3=224≈ 16,7 triệu màu. Câu 7: kể tên các mô hình màu ,so sánh ( ưu nhược điểm của từng mô hình ) Có 5 mô hình màu thường dùng là:màu cơ sở và biểu đồ màu CIE, mô hình màu RGB, mô hình màu CMY, mô hình màu CMYK, mô hình màu HSV 1. Màu cơ sở và biểu đồ màu CIE:

Ưu điểm:người sử dụng dễ tương tác với màu, các thành phần màu ứng dụng trên các thiết bị. Nhược điểm:không thể in hết mọi màu hiển thị trên man hình. 2. Mô hình màu RGB: Ưu điểm: đơn giản nên được sử dụng rộng rãi, đầy đủ các ứng dụng cho máy tính, thường sử dụng cho màn hình máy tính và tivi. Nhược điểm: không thể biểu diễn mọi màu trong phổ nhìn thấy. 3. Mô hình màu CMY: Ưu điểm: biểu diễn được mọi màu trong phổ nhìn thấy. Nhược điểm: phức tạp, vì cần phải nhớ mối quan hệ giữa 2 không gian. 4. Mô hình CMYK: Ưu điểm: độ tương phẩn cao trong biểu diễn các màu . Nhược điểm: phức tạp, 5. Mô hình màu HSV: Ưu điểm: trực giác hơn mô hình RGB, khi thay đổi S( thước đo độ tinh khiết ánh sáng gốc) sẽ bổ sung hay bớt trắng, thay đổi V(cường độ hay đọ chói sáng) ta sẽ được màu mong muốn. Nhược điểm: phức tạp Câu 8:nêu khái niệm về đường viền ảnh,biên ảnh, vùng bao lồi của ảnh Đường viền ảnh(border) của một vùng ản h R là tập hợp các điểm ảnh trong vùng đó mà có 1 hay nhiều lân cận bên ngoài vùng ảnh R . Biên ảnh : một điểm ảnh có thể coi là biên nếu ở đó có sự thay đổi đột ngột về mức xám.tập hợp các điểm biên tạo thành đường bao của ảnh. Vùng bao lồi: được sử dụng để mô tả các thuộc tính hình hocjcuar đối tượng.Vùng bao lồi là vùng nhỏ nhất chứa đối tượng, sao cho bất kì điểm ảnh nào của vùng đều có thể được nối với nhau bởi 1 đường thẳng, và tất cả các điểm ảnh đó đều thuộc vào vùng. Câu 9: thế nào là chất lượng ảnh ,nhiễu ảnh ,nêu các loại nhiễu ảnh . Chất lượng ảnh : một ảnh có thể bị suy biến trong quá trình thu nhận ảnh, truyền ảnh hay xử lý ảnh. Chúng ta đánh giá chất lượng ảnh dựa vào độ suy biến của ảnh.Yêu cầu về chất lượng ảnh phụ thuộc vào mục đích sử dụng ảnh. Chất lượng của ảnh f(x,y)bằng cách so sánh với 1 ảnh khác g(x,y)

Nhiễu ảnh: ảnh thường bị suy thoái bởi nhiễu ngẫu nhiên. Nhiễu có thể xuất hiện trong quá trình thu nhận ảnh, truyền ảnh hay biến đổi ảnh, và có thể phụ thuộc hay không phụ thuộc vào nội dung ảnh.Nhiễu trắng là 1 hằng số quang phổ mạnh, no thường được ứng dụng như một phép tính xấp xỉ nguyên của nhiễu ảnh.lợi thế của nó là làm đơn giản hóa việc tính toán. Có 3 loại nhiễu: Nhiễu cộng: phân bố khắp ảnh. Nhiễu nhân: cũng phân bố khắp ảnh. Nhiễu xung: gây đột biến ở 1 số điểm ảnh. Câu 10: nêu các thiết vị thu nhận ảnh ,thế nào là số hóa ảnh ,các quá trình lượng hóa và lấy mẫu . Các thiết bị thu nhận ảnh : bộ cảm biến ảnh camera, màn hình video, máy tính. Các thiết bị thu nhận ảnh bao gồm ca mera, scanner các thiết bị thu nhận này có thể cho ảnh đen trắng Các thiết bị thu nhận ảnh có 2 loại chính ứng với 2 loại ảnh thông dụng Raster, Vector. Các thiết bị thu nhận ảnh thông thường Raster là camera các thiết bị thu nhận ảnh thông thường Vector là sensor hoặc bàn số hoá Digitalizer hoặc được chuyển đổi từ ảnh Raster. Nhìn chung các hệ thống thu nhận ảnh thực hiện 1 quá tŕnh . Cảm biến: biến đổi năng lượng quang học thành năng lượng điện .Tổng hợp năng lượng điện thành ảnh Số hóa ảnh: ảnh thu vào được từ các thiết bij thu nhận ảnh có thể là ảnh tương tự hoặc ảnh số.Trong trường hợp ảnh tương tự, chúng ta phải tiến hành quá trình số hóa ảnh để có thể xử lý được bằng máy tính. Quá trình lượng hóa: lượng tử hóa về mặt biên độ ( độ sáng) cho dòng ảnh vừa được rời rạc hóa. Lấy mẫu là một quá tŕnh, qua đó ảnh được tạo nên trên một vùng có tính liên tục được chuyển thành các giá trị rời rạc theo tọa độ nguyên. Quá tŕnh này gồm 2 lựa chọn: Một là: khoảng lấy mẫu. Hai là: cách thể hiện dạng mẫu. Lựa chọn thứ nhất được đảm bảo nhờ lư thuyết lấy mẫu của Shannon. Lựa chọn thứ hai liên quan đến độ đo (Metric) được dùng trong miền rời rạc. Câu 11: nêu các phương pháp biểu diễn liên ảnh