Xử lý ảnh số - Nâng cao chất lượng ảnh part 8

Chia sẻ: Adfgajdshd Asjdaksdak | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

55
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Một khi chúng ta hiểu rõ cơ bản về cách lấy sáng, ta có thể thử nghiệm với việc bắt hình chuyển động. Cách chúng ta giữ máy và lia máy trong khi màn trập đang mở sẽ quyết định hình thái chuyển động bạn muốn ghi lại. Hãy bắt đầu với hình thức đơn giản nhất: giữ máy cố định và để chủ thể di chuyển trong khung hình, chẳng hạn như 1 dòng suối. Khi bị mờ đi, dòng nước đang chuyển động sẽ trở nên huyền ảo, bọt nước trắng xóa sẽ thể hiện mọi hình thái...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Xử lý ảnh số - Nâng cao chất lượng ảnh part 8

´ Nhˇc lai l` a.a G(u, v ) = H (u, v )F (u, v ), trong d ´ F (u, v ) l` biˆn d o’i Fourier cua anh d .o.c l`m tro.n. Vˆ n d` l` lu.a chon mˆt ˙ ´ ´e ˙˙ ’’ ¯o a e ¯ˆ ¯u . a a ¯ˆ a . o . . .o.c G(u, v ) bˇ ng c´ch l`m suy giam c´c th`nh phˆn ` ` ˙ ’ h`m loc H (u, v ) sao cho d . t d . a ¯a ¯u a a a a a a . .o.c G(u, v ) ta c´ anh d u.o.c l`m tro.n c´ tˆn sˆ cao cua F (u, v ). Biˆn d o’i Fourier ngu . ˙ o` o a´ ´ ˙ ’ o˙ ’ e ¯ˆ ¯. a ``o aa´ `oa a´´ ..˙ao ’ g (x, y ). V` c´c th`nh phˆn tˆn sˆ cao bi loai bo, v` thˆng tin trong v`ng tˆn sˆ thˆ p ıa a u .o.c cho qua, nˆn phu.o.ng ph´p n`y goi l` loc thˆng thˆ p (lowpass ﬁltering). Du.´.i ´ du . ¯ e a a . a. o a o .`.ng d`ng. d ˆy l` mˆt v`i h`m loc thu o ¯a a o a a u . . Loc l´ tu.o.ng ˙’ .y Loc thˆng thˆ p 2D l´ tu.o.ng, viˆt tˇt ILHF, c´ h`m loc ´´ ´ y˙ ’ o a ea oa . .  1 nˆu D(u, v ) ≤ D , ´ e 0 H (u, v ) := 0 nˆu D(u, v ) > D , ´ e 0 trong d o D0 > 0 l` hˇ ng sˆ cho tru.´.c, goi l` ngu.˜.ng hay tˆn sˆ cˇt, v` ` a ´´ ´ ` oa ¯´ aa o o .a o a ( u2 + v 2 ) D(u, v ) := l` khoang c´ch t`. gˆc toa d o (0, 0) dˆn d e’m (u, v ). Thuˆt ng˜. l´ tu.o.ng biˆ’u thi tˆ t ˙ ˙ ´ ´ ´ ˙ ’ uy ˙ ’ a a u o . ¯ˆ ¯e ¯iˆ a e .a . . .o.c gi˜. nguyˆn, trong a a ´` ` ` oa ˙a ’ ca c´c th`nh phˆn tˆn sˆ nˇ m trong h`nh tr`n b´n k´nh D0 d u . a ı oaı ¯ u e khi tˆ t ca c´c tˆn sˆ ngo`i d u.`.ng tr`n ho`n to`n bi suy giam. a ˙a` o ´’ a´ ˙ ’ a¯o o a a. Ch´ y rˇ ng, trong chu.o.ng n`y c´c h`m loc d ˆi x´.ng qua gˆc. Diˆu n`y du.a trˆn o -` u´ ` ´ ´ a aaa . ¯o u ea e . gia thiˆt gˆc cua ph´p biˆn d ˆ’i Fourier d at tai tˆm cua h`nh vuˆng N × N trong miˆn ˙ ´´’ ´ ` ˙ ’ eo˙ ˙ı ’ e e ¯o ¯ˇ . a o e . `o a´ ` tˆn sˆ (xem Phˆn 3.3.2). a Tˆn sˆ cˇt D0 d u.o.c chon t`y theo ch´ng ta muˆn gi˜. lai bao nhiˆu phˆn trˇm a ´´ ` oa ´ ` ¯. .u u o u. e a a cua phˆ’ cˆng suˆ t to`n phˆn: ˙ ´ ` ˙ ’ oo a a a N −1 N −1 PT := P (u, v ), u=0 v =0 trong d o P (u, v ) l` phˆ’ cˆng suˆ t. Sˆ phˆn trˇm gi˜. lai β v` gi´ tri D0 liˆn hˆ v´.i ˙ ´ o` ´a ¯´ a oo a a u. aa. e eo. .i: ˙ ’ nhau bo β = 100 P (u, v )/PT . u 2 +v 2 ≤D 0 104
Loc Butterworth . ´ Loc thˆng thˆ p Butterworth bˆc n c´ h`m loc o a a oa . . . 1 H (u, v ) := . 1 + [D(u, v )/D0 ]2n ˙ ’e Hay cai biˆn 1 √ H (u, v ) := . 1 + ( 2 − 1)[D(u, v )/D0 ]2n 4.4.2 Loc thˆng cao o . Nhu. d ˜ tr`nh b`y trong Phˆn 4.4.1, anh c´ thˆ’ bi nho` do l`m suy giam c´c th`nh ˙ ` ˙’ ˙ ’ ¯a ı a a o e. e a a a . biˆn v` nh˜.ng chˆ thay phˆn tˆn sˆ cao trong biˆn d ˆ’i Fourier cua n´. V` c´c phˆn tu e a u ˙ ˜ ``o aa´ ´ ` ˙ o ıa ’ a˙ ’ e ¯o o d ˆ’i d ot ngˆt kh´c trong m´.c x´m tu.o.ng u.ng c´c th`nh phˆn tˆn sˆ cao, viˆc l`m n´t ˙. ``o aa´ ¯o ¯ˆ o a ua ´ a a ea e . . .c hiˆn trong miˆn tˆn sˆ bˇ ng phu.o.ng ph´p loc thˆng cao (highpass anh c´ thˆ’ thu ˙. e a ´` ` ` oa ˙ ’ oe e a. o . .ng khˆng ph´ huy thˆng tin ``oa aa´´ ˙ ’ a˙ ’ ﬁltering): l`m suy giam c´c th`nh phˆn tˆn sˆ thˆ p nhu a a a o o tˆn sˆ cao trong biˆn d o’i Fourier. ˙ `o a´ ´ e ¯ˆ Loc l´ tu.o.ng ˙’ .y Loc thˆng cao 2D l´ tu.o.ng, viˆt tˇt ILHF, c´ h`m loc ´´ y˙ ’ o ea oa . .  0 nˆu D(u, v ) ≤ D , ´ e 0 H (u, v ) := 1 nˆu D(u, v ) > D , ´ e 0 trong d o D0 > 0. ¯´ Loc Butterworth . Loc thˆng cao Butterworth bˆc n c´ h`m loc o a oa . . . 1 H (u, v ) := . 1 + [D0 /D(u, v )]2n ˙ ’e Hay cai biˆn 1 √ H (u, v ) := . 1 + ( 2 − 1)[D0 /D(u, v )]2n 105
Trong u.ng dung, dˆ’ bao to`n c´c th`nh phˆn tˆn sˆ thˆ p, ch´ng ta thu.`.ng thˆm ˙’ ``oa aa´´ ¯e ˙ ´ aa a u o e . mˆt hˇ ng sˆ v`o h`m loc thˆng cao. Diˆu n`y k´o theo c´c th`nh phˆn tˆn sˆ cao l´.n -` o` ´ ``o aa´ .a oa a o eae a a o . ho.n c´c th`nh phˆn tu.o.ng u.ng trong anh gˆc. Phu.o.ng ph´p n`y goi l` nhˆ n manh ` ´ ´ ˙’ a a a ´ o a a .a a . ` n sˆ cao. ´ tˆ o a ´ `o a´ ``oa aa´´ ˙ ’ Mˇc d` loc nhˆ n manh tˆn sˆ cao bao to`n c´c th`nh phˆn tˆn sˆ thˆ p, trong a u. a aa a . . .`.ng ho.p anh ra bi tˆi. Dˆ’ tr´nh hiˆn tu.o.ng n`y, ch´ng ta c´ thˆ’ phˆn phˆi . o -e a˙ ˙ .´ ´ ´ .˙ ’ mˆt sˆ tru o oo e a u oea o . . lai c´c m´.c x´m. Cˆn bˇ ng biˆ’u d` cˆt ph` ho.p v´.i muc d´ch n`y do kha nˇng nˆng ˙ o. ` ˙a ’ .a ua aa e ¯ˆ o u. o . ¯ı a a .o.ng phan tˆ’ng thˆ’ cua anh. ˙ ˙’’ ˙o ’ e˙˙ cao d ˆ tu ¯o . Loc d` ng cˆ u ´ 4.4.3 . ¯ˆo a Mˆ h`nh chiˆu s´ng-phan xa ´nh s´ng trong Phˆn 2.1 c´ thˆ’ d u.o.c su. dung nhu. co. so. ˙ ´ ` ˙ ’ o e¯ . ˙ . ’ ˙ ’ oı ea .a a a .i n´n dai ´nh s´ng v` l`m tˇng d o tu.o.ng phan. Nhˇc ea´` ´ cua miˆn tˆn sˆ nhˇ m d` ng th` e ` ` o a ¯ˆ ˙ ’ ˙a ’ ˙ ’ o o a aa a ¯ˆ a . lai l` anh f (x, y ) c´ thˆ’ d u.o.c biˆ’u diˆn bo.i c´c th`nh phˆn chiˆu s´ng v` phan xa ˙ ˙ ˜ ` ´ . a˙ ’ ˙a ’ ˙ ’ o e¯ . e e a a ea a . theo quan hˆ e . f (x, y ) = i(x, y )r(x, y ). N´i chung phu.o.ng tr` trˆn khˆng thˆ’ ´p dung tru.c tiˆp dˆ’ t´ch c´c th`nh phˆn tˆn ˙ ˙ ´ `` o ınh e o ea e ¯e a a a aa . . ´’ ´ o˙ a ˙ ’ sˆ cua h`m chiˆu s´ng v` phan xa v` ea a .ı F [f (x, y ] = F [i(x, y ]F [r(x, y ]. ´. Tuy nhiˆn, nˆu d at e e ¯ˇ z (x, y ) := ln f (x, y ) = ln i(x, y ) + ln r(x, y ). Th` ı F [z (x, y )] = F [ln f (x, y )] = F [ln i(x, y )] + F [ln r(x, y )]. Hay Z (u, v ) = I (u, v ) + R(u, v ), trong d o Z (u, v ), I (u, v ) v` R(u, v ) l` c´c biˆn d ˆ’i Fourier tu.o.ng u.ng cua z (x, y ), ln i(x, y ) ˙ ´ ˙ ’ ¯´ a a a e ¯o ´ v` ln r(x, y ). a Nˆu ch´ng ta xu. l´ Z (u, v ) bo.i h`m loc H (u, v ), t´.c l` ´ ˙y ’ ˙a ’ e u ua . S (u, v ) :=H (u, v )Z (u, v ) =H (u, v )I (u, v ) + H (u, v )R(u, v ), 106
` th` trong miˆn khˆng gian ı e o s(x, y ) = F −1 (S (u, v )) = F −1 (H (u, v )I (u, v )) + F −1 (H (u, v )R(u, v )). -a Dˇt . i (x, y ) := F −1 (H (u, v )I (u, v )), r (x, y ) := F −1 (H (u, v )R(u, v )). Khi d ´ ¯o s(x, y ) = i (x, y ) + r (x, y ). Suy ra anh d .o.c biˆn d o’i ˙ ´ ˙ ’ ¯u . e ¯ˆ g (x, y ) = exp[s(x,y)] = exp[i (x, y )] exp[r (x, y )] = i0(x, y )r0(x, y ), trong d ´ ¯o i0(x, y ) = exp[i (x, y )] v` a r0 (x, y ) = exp[r (x, y )] l` c´c th`nh phˆn chiˆu s´ng v` phan xa tu.o.ng u.ng cua anh ra. ` ´ ˙ ’ ˙˙ ’’ aa a a ea a ´ . C´ch tiˆp cˆn trˆn l` mˆt tru.`.ng ho.p d ac biˆt cua l´.p c´c hˆ thˆng d` ng cˆ u. ´. . ´ ¯ˆ ´ e˙oaeo .’ a ea eao o . ¯ˇ o a . . Dˇc biˆt trong u.ng dung n`y, vˆ n d` ch´ l` t´ch c´c th`nh phˆn chiˆu s´ng v` phan -a ´e ` ´ a˙ ’ e ´ a a ¯ˆ ınh a a a a a ea . . . xa. Sau d ´ t´c d ˆng h`m loc d` ng cˆ u H (u, v ) lˆn c´c th`nh phˆn d o. ´ ` ¯´ ¯o a ¯o a . ¯ˆ o a ea a a . . N´i chung, th`nh phˆn chiˆu s´ng cua anh d u.o.c d ac tru.ng bo.i su. thay d o’i chˆm. ˙a ` ´ ˙˙ ’ ’ ¯ . ¯ˇ ˙. ’ o a a ea ¯ˆ . . .ng thay d ˆ’i d ot biˆn, d ac biˆt tai nh˜.ng chˆ ˙. ˜ ` ´ ˙’ Mˇt kh´c, th`nh phˆn phan xa c´ nh˜ a a a a .o u ¯o ¯ˆ e ¯ˇ e. u o . . . tiˆp gi´p cua c´c d oi tu.o.ng kh´c nhau. C´c d ac tru.ng n`y dˆn d e n viˆc kˆt ho.p c´c ˜ ´ ´ ´ .´ ˙ a ¯ˆ ’ e a a a ¯ˇ a a ¯ˆ ee.a . . .i h`m chiˆu s´ng v` c´c tˆn tˆn sˆ thˆ p cua biˆn d ˆ’i Fourier cua logarithm cua anh v´ a ˙ `oa˙ a´´’ ´ ´ aa ` ˙ ’ ˙˙ ’’ e ¯o o ea a sˆ cao v´.i h`m phan xa. Mˇc d` d o l` nh˜.ng mˆ phong gˆn dung, nhu.ng n´ c´ thˆ’ ˙ ´ ` ¯´ ˙ ’ ˙ ’ o oa a u ¯´ a u o a oo e . . su. dung dˆ’ nˆng cao chˆ t lu.o.ng anh. ˙ ´ ˙. ’ ˙ ’ ¯e a a . Th`nh phˆn chiˆu s´ng l` nguyˆn nhˆn tru.c tiˆp d oi v´.i dai d ong cua c´c pixel ` ´ ´´ e ¯ˆ o ˙ ¯ˆ’. ˙a ’ a a ea a e a . .o.ng tu., d o tu.o.ng phan l` h`m cua phan xa cua c´c d ˆi tu.o.ng trong ´ ˙ ’ ˙ aa ’ ˙ ’ ˙ ’ . ˙ a ¯o ’ trong anh. Tu . ¯ˆ . . . dung loc d` ng cˆ u ta c´ thˆ’ d iˆu khiˆ’n c´c th`nh phˆn n`y. Chon h`m loc ˙e ˙ ´ o e ¯` ` ˙ ’ ˙ ’ anh. Su . . ¯ˆo a ea a aa a . . .o.ng d e n nh˜.ng th`nh phˆn tˆn sˆ thˆ p v` cao cua biˆn d o’i ˙ ´ ``oaa ´´ ´ H (u, v ) sao cho anh hu ˙ ˙ ’ ’ ˙ ’ ¯ˆ u a aa e ¯ˆ 107
Fourier mˆt c´ch kh´c nhau. Chˇng han h`m Butterworth, trong tru.`.ng ho.p n`y c´ ˙’ oa a a a o ao . . . dang .  γ + D(u,v)2 (γH −γL ) L ´ nˆu D(u, v ) ≤ D0 , e 2 (1−γ +γ ) D (u,v )2 +D0 (γ H γ L H (u, v ) := − L) H  γH nˆu ngu.o.c lai. ´ e .. Nˆu c´c tham sˆ γL v` γH d u.o.c chon sao cho γL < 1 < γH , th` h`m loc trˆn s˜ ´ ´ ea o a ¯. ıa ee . . .i d .o.c n´n giam c´c tˆn sˆ thˆ p v` khuˆch d ai tˆn sˆ cao. Kˆt qua l` anh d` ng th` ¯u . e a` oa a a´´ e ¯. ` o ´ a´ ´ ˙ ’ ˙ a˙ ’ ’ e ¯ˆ o o dai d ong v` nˆng cao d o tu.o.ng phan. ˙ ¯ˆ ’. ˙ ’ aa ¯ˆ . Tao mˇt na khˆng gian t`. miˆn tˆn sˆ `` ´ 4.5 a o u eao . . . Tˆc d ˆ thu.c hiˆn v` t´ to´n d .n gian l` c´c thˆng sˆ quan trong cua phu.o.ng ph´p ´. ´ ˙ aa ’ ˙ ’ o ¯o . e a ınh a ¯o o o a . . mˇt na khˆng gian trong xu. l´ anh. Mˇt kh´c, mˆt sˆ h`m loc (nhu. loc thˆng thˆ p) .´ ´ ˙ y˙ ’ ’ a. o a a ooa o a . . . . .n trong miˆn tˆn sˆ. Muc n`y tr`nh b`y phu.o.ng ph´p tao mˇt na khˆng ``o ea´ thuˆn tiˆn ho a e .a ı a a. a.o . . . .o.ng tˆi thiˆ’u) xˆ p xı v´.i h`m loc cho tru.´.c trong ˙ ´ ´ ´ ˙o a ’ gian (theo ngh˜a sai sˆ b`nh phu ı oı o e a o . ``o ea´ miˆn tˆn sˆ. Nhˇc lai l` phu.o.ng ph´p miˆn tˆn sˆ du.a trˆn phu.o.ng tr`nh ´ ``o. ea´ a.a a e ı G(u, v ) = H (u, v )G(u, v ), (4.7) trong d o F (u, v ) v` G(u, v ) l` c´c biˆn d o’i Fourier cua anh gˆc v` anh sau khi biˆn ˙ ´ ´ ´ ˙˙ ’’ o a˙ ’ ¯´ a aa e ¯ˆ e d ˆ’i tu.o.ng u.ng trong miˆn tˆn sˆ v` H (u, v ) l` h`m loc. ˙ ` ` oa ea´ ¯o ´ aa . Theo d .nh l´ t´ chˆp, Phu.o.ng tr`nh (4.7) c´ thˆ’ d u.o.c thu.c hiˆn trong miˆn ˙ ` ¯i y ıch a ı o e¯ . e e . . . .c khˆng gian qua biˆ’u th´ ˙ o e u N −1 N −1 g (x, y ) = h(x − α, y − β )f (α, β ), (4.8) α=0 β =0 v´.i x, y = 0, 1, . . . , N − 1. Dˆ’ d o.n gian ta gia thiˆt anh c´ k´ch thu.´.c vuˆng v` d a -e ¯ ˙ ´’ ˙ ’ ˙ ’ e˙ o oı o o a ¯˜ .o.c mo. rˆng k´ thu.´.c dˆ’ t´ chˆp c´ ngh˜ ˙ ˙o ’. du . ¯ ıch o ¯e ıch a o ıa. . a˙’ a˙’ Trong (4.8), f (x, y ) l` anh v`o, g (x, y ) l` anh qua loc v` h(x, y ) (mˇt na t´ch a .a a .ı . .o.c cua H (u, v ). Nˆu k´ch thu.´.c chˆp trong miˆn khˆng gian) l` biˆn d o’i Fourier ngu . ˙ ` ´ ´ ˙ ’ a e o a e ¯ˆ eı o . .o.c cua mˇt na khˆng gian l` N × N th` g (x, y ) trong (4.8) ch´nh l` biˆn d o’i Fourier ngu . ˙ ´ ˙ ’ a.o a ı ı a e ¯ˆ . ˙ ’ cua G(u, v ) trong (4.7). 108