PDF Giáo trình xử lý ảnh, Ts. Nguyễn Thanh Hải, dành cho sinh viên ngành Điện, Điện Tử

Giáo trình xử lý ảnh, Ts. Nguyễn Thanh Hải, dành cho sinh viên ngành Điện, Điện Tử

 

MỤC LỤC
MỤC LỤC ................................................................................................. 5
LIỆT KÊ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ......................................................... 8
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ..................................................................... 9
1.1. HỆ THỐNG XỬ LÝ ẢNH ................................................................ 9
1.2. XỬ LÝ ẢNH SỐ DÙNG MATLAB ................................................ 13
1.2.1. Môi trường làm việc trong MATLAB ...................................... 13
1.2.2. MATLAB Editor ....................................................................... 14
1.2.3. Trợ giúp trong MATLAB ......................................................... 14
1.2.4. Thực hành xử lý ảnh cơ bản với MATLAB .............................. 15
BÀI TẬP CHƯƠNG 1 ............................................................................. 23
CHƯƠNG 2: KHÁI NIỆM CƠ BẢN ................................................... 24
2.1. ĐIỂM ẢNH VÀ ẢNH SỐ ................................................................ 24
2.1.1. Điểm ảnh ................................................................................... 24
2.1.2. Phân loại ảnh ............................................................................. 25
2.1.3. Độ phân giải .............................................................................. 28
2.1.4. Điểm ảnh lân cận ...................................................................... 28
2.1.5. Sự liền kề, kết nối, vùng và đường bao ..................................... 29
2.1.6. Đo lường khoảng cách .............................................................. 31
2.2. TOÁN TỬ ẢNH ............................................................................... 32
2.2.1. Biến đổi âm bản ........................................................................ 34
2.2.2. Biến đổi hàm log ....................................................................... 34
2.2.3. Biến đổi dạng lũy thừa .............................................................. 36
BÀI TẬP CHƯƠNG 2 ............................................................................. 39
CHƯƠNG 3: PHÉP BIẾN ĐỔI ẢNH .................................................. 40
3.1. BIẾN ĐỔI FOURIER RỜI RẠC ...................................................... 40
3.1.1. Biến đổi Fourier rời rạc ............................................................. 42
3.1.2. Tính toán và biểu diễn biến đổi 2-DFT trong MATLAB ......... 44
3.2. BIẾN ĐỔI WAVELET ..................................................................... 49
6
3.2.1. Biến đổi Fourier thời gian ngắn ................................................ 49
3.2.2. Phân tích Wavelet ..................................................................... 52
3.2.2.1. Phân tích đa phân giải ....................................................... 52
3.2.2.2. Wavelet .............................................................................. 53
3.2.2.3. Biến đổi Wavelet liên tục .................................................. 54
3.2.2.4. Biến đổi Wavelet rời rạc ................................................... 56
3.2.2.4.1. Giàn lọc ..................................................................... 56
3.2.2.4.2. Kỹ thuật tăng và giảm mẫu ........................................ 57
3.2.2.4.3. Tái cấu trúc tín hiệu ................................................... 58
3.2.2.4.4. Các giàn lọc đa phân giải ........................................... 59
3.2.2.4.5. Một số hàm Wavelet thông dụng ............................... 64
3.2.2.5. Biến đổi Wavelet trong ảnh số .......................................... 70
3.2.2.6. Biến đổi Wavelet dùng Wavelet Toolbox ......................... 72
3.2.2.7. Một số ứng dụng của phép biến đổi Wavelet .................... 80
BÀI TẬP CHƯƠNG 3 ............................................................................. 83
CHƯƠNG 4: LỌC ẢNH ....................................................................... 84
4.1. LỌC TRONG MIỀN KHÔNG GIAN .............................................. 84
4.2. LỌC TRONG MIỀN TẦN SỐ ......................................................... 92
4.2.1. Lọc thông thấp .......................................................................... 96
4.2.2. Lọc thông cao .......................................................................... 101
BÀI TẬP CHƯƠNG 4 ........................................................................... 104
CHƯƠNG 5: TĂNG CƯỜNG ẢNH .................................................. 105
5.1. XỬ LÝ ĐIỂM ................................................................................. 105
5.1.1. Mở rộng độ tương phản .......................................................... 106
5.1.2. Xử lý lược đồ (Histogram) ...................................................... 109
5.1.2.1. Cân bằng Histogram ........................................................ 111
5.1.2.2. Kỹ thuật phối hợp lược đồ (Histogram matching) .......... 117
5.2. XỬ LÝ MẶT NẠ ........................................................................... 121
5.2.1. Các bộ lọc làm mịn ảnh........................................................... 121
5.2.2. Các bộ lọc làm sắc nét ảnh ...................................................... 126
BÀI TẬP CHƯƠNG 5 ........................................................................... 131
7
CHƯƠNG 6: PHÂN ĐOẠN VÀ TÁCH BIÊN .................................. 132
6.1. PHÂN ĐOẠN ................................................................................. 132
6.1.1. Phương pháp phân đoạn biên độ chói ..................................... 132
6.1.2. Phương pháp phân đoạn nhóm ................................................ 135
6.1.3 Phương pháp phân đoạn vùng .................................................. 137
6.1.3.1. Công thức cơ bản ............................................................ 137
6.1.3.2. Phân đoạn phát triển vùng ............................................... 138
6.1.3.3. Tách vùng và ghép vùng ................................................. 139
6.2. TÁCH BIÊN ................................................................................... 141
6.2.1. Tách biên theo đạo hàm bậc một ............................................ 144
6.2.2. Phát hiện biên theo đạo hàm bậc hai ....................................... 149
6.2.2.1. Phương pháp Laplace ...................................................... 150
6.2.2.2. Bộ tách biên LoG (Laplacian of Gaussian Detector) ...... 151
6.2.3. Bộ tách biên Canny ................................................................. 152
BÀI TẬP CHƯƠNG 6 ........................................................................... 153
CHƯƠNG 7: TRÍCH ĐẶC TRƯNG VÀ NHẬN DẠNG ................. 154
7.1. PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN CHÍNH (PCA) ............................... 154
7.1.1. Giới thiệu ................................................................................ 154
7.1.2. Thuật toán PCA ....................................................................... 155
7.1.2.1. Chuyển đổi ảnh ................................................................ 155
7.1.2.2. Ảnh trung bình ................................................................ 157
7.1.2.3. Sai biệt ảnh trung bình .................................................... 157
7.1.2.4. Ma trận hiệp phương sai .................................................. 158
7.1.2.5. Phép chiếu ....................................................................... 159
7.1.2.6. Nhận dạng ....................................................................... 160
7.2. MÁY VECTOR HỖ TRỢ (SVM) .................................................. 160
7.2.1. Siêu phẳng - Hyperplane ......................................................... 160
7.2.2. SVM tuyến tính ....................................................................... 161
7.2.3. Các điều kiện Karush-Kuhn-Tucker (KKT) ........................... 163
7.2.4. Giải thuật SMO ....................................................................... 163
7.3. MẠNG NƠ-RON NHÂN TẠO ...................................................... 166
BÀI TẬP CHƯƠNG 7 ........................................................................... 170