Thạc Sĩ Nghiên cứu một số kỹ thuật nội suy ảnh và ứng dụng

PHẦN MỞ ĐẦU



Trong những năm gần đây công nghệ thông tin phát triển với tốc độ nhanh chóng về cả phần cứng và phần mềm. Sự phát triển của công nghệ thông tin đã thúc đẩy sự phát triển của nhiều lĩnh vực xã hội khác như: y học, giáo dục, giải trí, kinh tế v.v. Sự phát triển của phần cứng cả về phương diện thu nhận, hiển thị, cùng với tốc độ xử lý đã mở ra nhiều hướng mới cho sự phát triển phần mềm, đặt biệt là lĩnh vực xử lý ảnh cũng như công nghệ thực tại ảo đã ra đời và thâm nhập mạnh mẽ vào đời sống của con người.
Ảnh thu được sau quá trình thu nhận ảnh hoặc các phép biến đổi không tránh khỏi nhiễu hoặc khuyết thiếu. Sự sai sót này một phần bởi các thiết bị quang học và điện tử, phần khác bởi bản thân các phép biến đổi không phải là toàn ánh, nên có sự ánh xạ thiếu hụt đến những điểm trên ảnh kết quả. Việc khắc phục những nhược điểm này luôn là vấn đề đặt ra cho các hệ thống xử lý ảnh.
Các hệ xử lý ảnh trong quá trình phân tích ảnh, tăng cường ảnh để nâng cao chất lượng ảnh. Do những nguyên nhân khác nhau: có thể do chất lượng thiết bị thu nhận ảnh, do nguồn sáng hay do nhiễu, ảnh có thể bị suy biến. Do vậy cần phải tăng cường và khôi phục lại ảnh để làm nổi bật một số đặc tính chính của ảnh, hay làm cho ảnh gần giống nhất với trạng thái gốc, trạng thái trước khi ảnh bị biến dạng.

Xuất phát trong hoàn ảnh đó luận văn lựa chọn đề tài: Nghiên cứu một số kỹ thuật nội suy ảnh và ứng dụng là một việc làm không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn mang đậm tính thực tiễn nhất là trong hoàn cảnh Việt Nam chưa có nhiều hệ thống xử lý ảnh trong khi thực tế đang đặt ra những yêu cầu đòi hỏi.

Về lý thuyết: Tìm hiểu khái quát về xử lý ảnh, nghiên cứu các kỹ thuật nội suy trong việc bổ sung, làm trơn ảnh, sinh ảnh trung gian.
Về thực tiễn: Trên cơ sở các kiến thức đã thu thập và nghiên cứu, tổng hợp các kỹ thuật để hướng đến ứng dụng thực tế cho các kỹ thuật tìm hiểu này.
Ngoài tài liệu tham khảo và phụ lục cấu trúc luận văn bao gồm phần mở đầu, phần kết luận và 3 chương nội dung, cụ thể:

Chương 1: KHÁI QUÁT VỀ XỬ LÝ ẢNH VÀ NỘI SUY ẢNH
Chương 2: MỘT SỐ KỸ THUẬT NỘI SUY ẢNH
Chương 3: ỨNG DỤNG NỘI SUY ẢNH

Nói chung việc xử lý ảnh trên máy tính là nhằm mục đích phân tích ảnh và phục hồi các thông tin bị sai lệch của ảnh trong quá trình chụp. Các chương trình xử lý ảnh thực hiện các phép xử lý đối với ảnh số trên máy tính. Việc xử lý, biến đổi ảnh có sử dụng đến các kỹ thuật nội suy ảnh, các kỹ thật nội suy này sẽ tính toán để thêm một điểm ảnh (pixel) thích hợp vào giữa hai điểm ảnh kề nhau. So với độ phân giải quang học, điểm ảnh nội suy sẽ làm tăng độ phân giải thực tế của bức ảnh. Tiến trình này sẽ thêm pixel vào hình ảnh bằng cách tính toán những pixel có sẵn bao quanh các pixel mới thêm vào để xác định màu sắc tương ứng cho các pixel mới. Việc nội suy này buộc phải dùng thuật toán gia tăng lượng pixel để chèn vào những pixel hiện có trong hình để thay đổi kích thước tổng thể của hình ảnh.

Để hiểu thêm về xử lý ảnh, các quá trình xử lý ảnh có sử dụng đến kỹ thuật nội suy ta có thể đi vào từng phần trong luận văn sau:





MỤC LỤC



Trang


PHẦN MỞ ĐẦU .2
NỘI DUNG 3
Chương 1: KHÁI QUÁT VỀ XỬ LÝ ẢNH VÀ NỘI SUY ẢNH . 3
1.1. Khái quát về xử lý ảnh . 3
1.2. Những vấn đề cơ bản trong hệ thống xử lý ảnh 6
1.2.1. Những khai niệm cơ bản . 6
1.2.1.1. Điểm ảnh (Picture Element) . 6
1.2.1.2. Độ phân giải của ảnh . 7
1.2.1.3. Mức xám của ảnh 7
1.2.1.4. Các kiểu ảnh 8
1.2.1.5. Quan hệ giữa các điểm ảnh 10
1.2.2. Một số thuộc tính cần quan tâm của ảnh số . 12
1.2.3. Toạ độ ảnh 13
1.3. Nội suy ảnh . 15
1.3.1. Khái niệm nội suy ảnh 15
1.3.2. Các vấn đề với nội suy ảnh số 18
1.3.3. Một số vấn đề liên quan đến nội suy ảnh 23
Chương 2: MỘT SỐ KỸ THUẬT NỘI SUY ẢNH 27
2.1.1. Nội suy các pixel gần nhất (Nearest Neighbor Interpolation) 29
2.1.2. Nội suy tam giác (Affine interpolation) 30
2.1.3. Nội suy song khối (Bicubic Interpolation) 33
2.1.4. Nội suy tuyến tính (linear interpolation) . 35
2.1.5. Nội suy song tuyến (bilinear interpolation) . 39
2.1.6. Nội suy tam tuyến tính (trilinear) 43
2.1.7. Các phép nội suy không gian 44
2.1.8. Phương pháp ước lượng chuyển động: . 47
2.1.9. Phép nội suy thời gian và bù chuyển động 49
Chương 3: MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA NỘI SUY ẢNH 56
3.1. Nắn chỉnh hình thu nhận ảnh . 56
3.2. Sinh ra hình ảnh khuyết thiếu trong làm phim hoạt hình 62
3.3. Mô tả chương trình đã cài đặt 64
3.2. Giới thiệu chương trình . 66
PHẦN KẾT LUẬN . 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO