Hình thành ảnh tự nhiên và cảm nhận ảnh Ánh sáng và sóng điện từ Longueur d'onde λ Rayons Rayons Rayons Ultraviolet Lumière Infra- Micro- cosmiques gamma X TV Radio Onde Hz visible rouge ondes 10-5 nm 10-3 nm 10nm 1500nm 5m 1000m m Violet Bleu Vert Jaune Rouge 380 nm 436 nm 495 nm 566 nm 627 nm 780 nm NGUYEN Thi Hoang Lan - IPH 2
Hình thành ảnh tự nhiên Đối tượng được chiếu sáng: hấp thụ và phản xạ ánh sáng Source primaire Source secondaire Lumière réfléchie I(x, y, λ), r(x, y, λ) Lumière incidente I(x, y, λ) Chaleur Lumière transmise t(x, y, λ), r(x, y, λ) NGUYEN Thi Hoang Lan - IPH 3
Quá trình hình thành ảnh trong mắt Độ nhậy cảm phổ của mắt S (λ) 1 3 8 0 5 5 5 7 8 0 λ(nm ) NGUYEN Thi Hoang Lan - IPH 5
Màu sắc và biểu diễn màu • Khái niệm về màu sắc và c¶m thụ màu • C¶m thụ khách quan, c¶m thụ chủ quan • Tổng hợp màu: Một màu bất kỳ là sự tổng hợp từ 3 màu cơ bản • Hai phương pháp tổng hợp Colors: -Tổng hợp bằng phép cộng combination thông lượng : RGB of RGB -Tổng hợp bằng phép trừ phổ : YCM NGUYEN Thi Hoang Lan - IPH 6
Màu sắc và không gian biểu diễn • Không gian biểu diễn màu và hệ tọa độ màu: RGB, YUV, Mμu s¾c TLS, XYZ, Blue RGB • Các hệ màu theo chuẩn : Magenta Black (0, 0, 0) PAL, SECAM, NTSC Red (255, 0, 0) white Green (0, 255, 0) • Các kỹ thuật Cyan Yellow (255, 255, 0) Blue (0, 0, 255) thông thường Red Magenta (255, 0, 255) Cyan (0, 255, 255) xử lý màu sắc White (255, 255, 255) Green Yellow YUV (Luminance) Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B Y Cb Cr (JPEG) U = R - Y V = B - Y Cb = U/2 + 0.5 Cr = V/1.6 + 0.5 NGUYEN Thi Hoang Lan - IPH 7
Cảm nhận ảnh • Ba khả năng cảm nhận ảnh của thị giác – Cảm thụ về cường độ độ sáng, độ chói – Cảm thụ về độ sắc màu – Cảm nhận về độ bão hòa màu • Độ nhậy cảm phổ của mắt • Cảm nhận ảnh và biểu diễn ảnh – Cảm nhận ảnh đơn màu, – Cảm nhận ảnh màu NGUYEN Thi Hoang Lan - IPH 8
Tạo ảnh bằng camera • Phép chiếu từ thế giới thực trong không gian 3 chiều vào không gian 2 chiều mặt phẳng ảnh. NGUYEN Thi Hoang Lan - IPH 9
Tạo ảnh bằng camera Các hệ tọa độ • Các hệ tọa độ – Tọa độ tuyệt đối: Tọa độ điểm trong thế giới thực (x,y,z) – Tọa độ camera: Tọa độ biểu diễn điểm ảnh trong hệ thống camera (x’,y’,z’) với điểm nhìn đặt tại tâm – Tọa độ hình chiếu điểm ảnh trong mặt phẳng ảnh (x,y) – Tọa độ điểm ảnh số (i,j) • Quá trình tạo ảnh bằng camera, quá trình thu nhận ảnh thực hiện phép chiếu chuyển đổi hệ tọa độ từ hệ tọa tuyệt đối sang hệ tọa độ điểm ảnh trên mặt phẳng ảnh. NGUYEN Thi Hoang Lan - IPH 10
Tạo ảnh bằng camera Các mô hình • Các mô hình thu nhận cảnh, đơn camera – Camera cố định, vật thể cố định : Chụp ảnh tĩnh – Camera cố định, vật thể chuyển động: chuỗi ảnh động – Camera chuyển động, vật thể cố định: chuỗi ảnh động – Camera chuyển động, vật thể chuyển động: chuỗi ảnh động • Thu nhận cảnh stereo, nhiều camera • Phép chiếu nhiều tia, khôi phục ảnh, dựng ảnh từ các hình chiếu NGUYEN Thi Hoang Lan - IPH 11
Biểu diễn ảnh số 1 2 Ảnh 2D số f(x,y)⇒F(i,j) ou F(m,n) Ma trận các điểm ảnh M Ma trận số liệu ảnh số Chiều biểu diễn tọa độ điểm NGUYEN Thi Hoang Lan - IPH 12
Biểu diễn ảnh số 1 2 ... N 1 9 7 1 1 1 2 2 1 2 8 9 9 7 1 1 1 1 7 8 9 7 1 2 1 1 8 9 9 9 9 1 1 2 8 9 9 7 7 2 1 3 9 9 9 9 8 2 2 1 9 9 8 8 7 1 2 1 M 8 9 8 6 5 1 1 3 i-1, j i-1, j-1 i-1, j i-1, j+1 i, j-1 i, j i, j+1 i, j-1 i, j i, j+1 i+1, j i+1,j-1 i+1, j i+1,j+1 Quan hệ lân cận các điểm ảnh số NGUYEN Thi Hoang Lan - IPH 13
Các mô hình biểu diễn ảnh • Mô hình tất định - Ảnh liên tục : hàm liên tục hai biến của độ sáng, độ chói . Ảnh đơn màu (ảnh độ chói) : f(x,y) . Ảnh màu : f1(x,y), f2(x,y), f3(x,y) . Ảnh đa phổ (n băng tần số) : f1(x,y) , ...., fn(x,y) - Ảnh số (dạng bitmap) : ma trận số liệu F(i,j) hay X(m,n), biểu diễn mức xám của pixel tại toạ độ i,j. Quan hệ lân cận các điểm ảnh • Mô hình ngẫu nhiên Các tham số ngẫu ngẫu nhiên theo tập hợp và theo thờI gian: hàm phân bố mật độ xác suất, giá trị trung bình, hàm tương quan, ma trận tương quan, ma trận hiệp biến (hiệp phương sai) • Các loại ảnh số Ảnh đa mức xám (8 bit/p), ảnh nhị phân (1 bit/p), ảnh màu (24 bit/p), ảnh đa phổ, ảnh màu đa phổ NGUYEN Thi Hoang Lan - IPH 14
Tín hiệu tất định, tín hiệu ngẫu nhiên Tín hiệu tất định (Deterministic Signal) Tín hiệu bao gồm các giá trị ðýợc xác ðịnh týờng minh - Ví dụ: Tín hiệu hình sin với chu kỳ là hằng số, các tín hiệu mô phỏng Tín hiệu ngẫu nhiên (Random) Tín hiệu bao gồm tập hợp các giá trị của biến ngẫu nhiên (RV), là các thể hiện của quá trình ngẫu nhiên - Ví dụ: các tín hiệu thu âm nhạc, tiếng nói, ảnh, video Lý thuyết xác xuất (Probability Theory) Nghiên cứu các sự kiện ngẫu nhiên, quá trình ngẫu nhiên Các công cụ toán: nghiên cứu và xử lý quá trình ngẫu nhiên Tín hiệu số: kết quả số hóa tín hiệu liên tục Tín hiệu số: các giá trị thể hiện của biến ngẫu nhiên rời rạc. NGUYEN Thi Hoang Lan - IPH 15
Mô hình tín hiệu ngẫu nhiên w[n] ( ) 1 x[n] H z = 1−∑N a z−n AR(N) signal n=1 n W[n], Quá trình dừng, phân bố Gaussian, trung Đối với tiếng nói: N 10 đến 20 binh = 0 Đối với ảnh: N = 1 và a1 = 0,95 ( ) ( ) ( ) W(z) ⇔ X( )z =W(z)+ ρz−1X(z) X z = H z W z = 1− ρz−1 ⇔ X( )z − ρz−1X(z)=W(z) AR(1) Signal [ ] [ ] [ ] ⇔ x n = w n + ρx n−1 NGUYEN Thi Hoang Lan - IPH 16
Xử lý tín hiệu ngẫu nhiên cơ sở toán và công cụ Xác suất và Hàm phân bố mật độ xác suất của biến ngẫu nhiên X (Probability Density Function - PDF) f (x) x X [ ] 2 P x1 ≤ X ≤ x2 = ∫ fX (x)dx Các dạng hàm PDF: Uniform PDF, Gaussian PDF, Laplacian PDFx1 Biến ngẫu nhiên rời rạc X: PDF của X = Histogram của X Quá trình dừng, ổn định theo nghĩa rộng Các tham số thống kê của biến ngẫu nhiên Kỳ vọng, mô men bậc 1: giá trị trung bình. Mô men bậc 2: giá trị trung bình bình phương, phương sai. Tương quan: hàm tương quan, ma trận tương quan, tương quan chéo, hiệp phương sai, hàm PDF hỗn hợp các quá trình ngẫu nhiên. Các tiêu chí xử lý: độc lập thống kê, giải tương quan, trực giao. NGUYEN Thi Hoang Lan - IPH 17
Các độ đo độ tương tự hay độ sai khác 1 ∑N −1 ⎛ ˆ 2 ⎞ L - norm error : MSE = E⎜ X − X ⎟ 2 N ⎝ i i ⎠ i=0 L - norm error : MAD = 1 ∑N −1 E(X − Xˆ ) 1 N i i i=0 L - norm error : MaxError = max{E(X − Xˆ )} ∞ i i i M 2 PSNR =10log ; 10 MSE M = maximum peak - to - peak value NGUYEN Thi Hoang Lan - IPH 18
显示前 18 页。下载资料查看完整内容。
暂无评论。快来抢沙发吧！
评论 (0)
暂无评论。快来抢沙发吧！