Bài giảng Viễn thám ứng dụng: Chương 2 - Phạm Thế Hùng

Chia sẻ: Sơn Tùng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:25

Thêm vào BST

Báo xấu

121
lượt xem 21
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Viễn thám ứng dụng - Chương 2: Chuyển đổi ảnh" cung cấp cho người học các kiến thức: Tăng cường chất lượng ảnh, lọc không gian, biến đổi giữa các ảnh. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Viễn thám ứng dụng: Chương 2 - Phạm Thế Hùng

Chöông 2 CHUYEÅN ÑOÅI AÛNH GIÔÙI THIEÄU Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng 1
TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Laø nhöõng thao taùc nhaèm laøm noåi baät caùc ñoái töôïng trong aûnh sao cho ngöôøi giaûi ñoaùn aûnh deã ñoïc, deã nhaän bieát so vôùi aûnh goác Caùc phöông phaùp cuï theå: bieán ñoåi caáp ñoä xaùm, chuyeån ñoåi histogram, toå hôïp maøu, chuyeån ñoåi HIS,… Sau khi hieäu chænh böùc xaï, aûnh vaãn chöa ñaûm baûo toái öu cho vieäc giaûi ñoaùn baèng maétVì vaäy, vieäc hieäu chænh cöôøng ñoä saùng, ñoä töông phaûn aûnh laø caàn thieát vaø tuøy thuoäc vaøo töøng öùng duïng cuï theå ñeå phaân tích caùc ñoái töôïng trong aûnh. Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Bieán ñoåi caáp ñoä xaùm: - Laø kyõ thuaät taêng cöôøng chaát löôïng aûnh ñôn giaûn. - Nhaèm bieán ñoåi khoaûng giaù trò caáp ñoä xaùm ban ñaàu cuûa aûnh goác sang moät khoaûng môùi giuùp phaân bieät caùc ñoái töôïng deã daøng hôn - Vieäc bieán ñoåi caáp ñoä xaùm laøm taêng ñoä töông phaûn giöõa caùc ñoái töôïng, laøm cho hình aûnh roõ neùt hôn - Toång quaùt veà pheùp bieán ñoåi caáp ñoä xaùm, coù theå moâ taû baèng haøm soá: y= f(x) vôùi x laø giaù trò ñoä saùng (hay caáp ñoä xaùm – BV,DN) cuûa aûnh goác vaø y laø giaù trò ñoä saùng (hay caáp ñoä xaùm – BV, DN) cuûa aûnh ñaõ bieán ñoåi Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng 2
TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Bieán ñoåi caáp ñoä xaùm: Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH 1Bieán ñoåi caáp ñoä xaùm: Trong caùc pheùp bieán ñoåi caáp ñoä xaùm thì pheùp bieán ñoåi tuyeán tính laø thöôøng ñöôïc söû duïng Haøm soá moâ taû: y = ax + b Giaù trò ñoä saùng cuûa caùc pixel treân aûnh môùi ñöôïc tính theo coâng thöùc: y max - y min y= ( x - x min ) + y min x max - x min Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng 3
TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Bieán ñoåi caáp ñoä xaùm: Khi aùp duïng phöông phaùp naøy, caùc vuøng saùng trôû neân saùng hôn, toái trôû neân toái hôn à giuùp giaûi ñoaùn baèng maétTuy nhieân, khi 2 pixel laân caän coù giaù trò cheânh nhau lôùn seõ laøm cho aûnh trôû neân töông phaûn quaù maïnh. Ñeå khaéc phuïc, ta bieán ñoåi döïa treân ñoä leäch chuaån vaø giaù trò trung bình. Haøm bieán ñoåi nhö sau: Sy y= ( x - xm ) + y m Sx Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Bieán ñoåi caáp ñoä xaùm: Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng 4
TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Bieán ñoåi histogram: Histogram (bieåu ñoà caáp ñoä xaùm) moâ taû söï phaân boá giaù trò ñoä saùng cuûa aûnh theo soá löôïng pixel mang cuøng moät giaù trò ñoä saùng Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Bieán ñoåi histogram: Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng 5
TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Bieán ñoåi histogram: Histogram vaø tính chaát cuûa aûnh Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Bieán ñoåi histogram: AÛnh toái Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng 6
TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Bieán ñoåi histogram: AÛnh saùng Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Bieán ñoåi histogram: AÛnh coù ñoä töông phaûn thaáp Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng 7
TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Bieán ñoåi histogram: AÛnh coù ñoä töông phaûn cao Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Bieán ñoåi histogram: Phöông phaùp quaân bình Histogram: Caùc böôùc thöïc hieän: - Tính bieåu ñoà caáp ñoä xaùm tích luõy (cumulative histogram) cuûa aûnh goác; - Nhaân bieåu ñoà caáp ñoä xaùm tích luõy cho heä soá L-1/N roài laøm troøn soá vôùi N laø soá löôïng pixel vaø L laø soá löôïng caáp ñoä xaùm (giaù trò ñoä saùng); - Vôùi moãi giaù trò ñoä saùng cuûa aûnh goác ta seõ ñöôïc giaù trò môùi töông öùng ôû böôùc thöù 2. Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng 8
TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Bieán ñoåi histogram: Ví duï: Histogram cuûa aûnh goác vôùi N = 24 vaø L = 16 6 5 4 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Bieán ñoåi histogram: Bieåu ñoà Caáp ñoä xaùm tích luõy (Cumulative histogram) 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng 9
TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Bieán ñoåi histogram: Nhaân bieåu ñoà caáp ñoä xaùm tích luõy cho heä soá (L-1)/N, roài laøm troøn soá, ta ñöôïc: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 5 9 14 18 19 19 19 19 19 19 19 20 23 24 0.63 15 33 5.63 8.75 115 11.88 11.88 11.88 11.88 11.88 11.88 11.88 12.50 14.40 15.00 1 1 3 6 9 11 12 12 12 12 12 12 12 13 14 15 Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Bieán ñoåi histogram: Ñoái chieáu vôùi giaù trò ñoä saùng cuûa aûnh goác, ta ñöôïc: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 1 3 4 5 4 1 0 0 0 0 0 0 1 3 1 1 1 3 6 9 11 12 12 12 12 12 12 12 13 14 15 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 2 0 3 0 0 4 0 0 5 0 4 1 1 3 1 Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng 10
TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Bieán ñoåi histogram: Ta ñöôïc Histogram cuûa aûnh ñaõ bieán ñoåi 6 5 4 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Bieán ñoåi histogram: AÛnh cuõ AÛnh môùi Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng 11
TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Bieán ñoåi histogram: Phöông phaùp chuaån hoùa Histogram: Laø kyõ thuaät bieán ñoåi histogram aûnh goác ñeå nhaän aûnh môùi coù histogram phaân boá chuaån. Phöông phaùp naøy chæ aùp duïng cho aûnh coù phaïm vi bieán ñoåi caáp ñoä xaùm thaáp. Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Hieån thò maøu: Hieån thò maøu döõ lieäu aûnh veä tinh ñoùng vai troø raát quan troïng trong vieäc giaûi ñoaùn aûnh baèng maét Maét ngöôøi quan saùt chæ coù theå caûm nhaän ñöôïc soùng ñieän töø trong phaïm vi böôùc soùng töø 0,4 – 0,7mm Khi aùnh saùng vaøo maét ngöôøi, caùc teá baøo hình noùn keùm nhaïy vôùi aùnh saùng vaø coù 3 loaïi öùng vôùi 3 böôùc soùng Red, Green, Blue. Caùc teá baøo hình que raát nhaïy vôùi aùnh saùng nhöng chæ caûm nhaän ñöôïc aùnh saùng ñôn saéc (traéng/ñen). Nhaän thöùc maøu saéc cuûa con ngöôøi cuõng laø quaù trình taâm lyù. Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng 12
TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Hieån thò maøu: Khi hieån thò maøu treân maùy tính, ngöôøi ta cuõng xaây döïng treân 3 maøu cô baûn ñoù. AÛnh veä tinh quang hoïc bao goàm aûnh toaøn saéc treân moät keânh phoå vaø aûnh ña phoå ñöôïc thu nhaän treân nhieàu keânh phoå Ñeå hieån thò maøu aûnh veä tinh thöôøng söû duïng 2 phöông phaùp cô baûn: - Phöông phaùp toå hôïp maøu; - Phöông phaùp hieän thò maøu giaû. Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Hieån thò maøu: Phöông phaùp toå hôïp maøu: Pheùp coäng maøu Pheùp tröø maøu Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng 13
TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Hieån thò maøu: Phöông phaùp toå hôïp maøu: - Toå hôïp maøu töï nhieân (True Color): Keânh Red à Red Keânh Green à Green Keânh Blue à Blue - Toå hôïp maøu sai (False Color): 3 keânh baát kyø vaøo 3 maøu Red, Green vaø Blue Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Hieån thò maøu: Phöông phaùp toå hôïp maøu: Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng 14
TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Hieån thò maøu: Toå hôïp maøu töï nhieân: Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Hieån thò maøu: Toå hôïp maøu hoàng ngoaïi: Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng 15
TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Hieån thò maøu: Heä maøu HIS (Munsell): Hue, Saturation, Intensity Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Hieån thò maøu: Chuyeån ñoåi töø heä maøu RGB sang HSI: æb ö H = arctanç ÷ èa ø ì 1 ïï a = R - (G + B) 2 S = a2 + b2 Vôùi: í ïb = 3 (G - B) ( R + G + B) ïî 2 I= 3 Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng 16
TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Hieån thò maøu: Moái quan heä giöõa heä RGB vaø heä HSI: Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Hieån thò maøu: Phöông phaùp hieån thò maøu giaû (Pseudo Color): Trong tröôøng hôïp aûnh chæ coù moät keânh phoå, ta aùp duïng phöông phaùp hieån thò maøu giaû Phöông phaùp naøy ñöôïc söû duïng phoå bieán ñeå hieån thò aûnh sau phaân loaïi AÛnh ñöôïc hieän thò maøu giaû bao giôø cuõng keøm theo baûn chuù giaûi maøu. Khi söû duïng phöông phaùp hieän thò maøu giaû caàn phaûi naém vöõng thoâng tin treân keânh aûnh hoaëc ñaëc tính phaûn xaï phoå ñeå choïn maøu gaùn cho caùc giaù trò caáp ñoä xaùm. Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng 17
TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Hieån thò maøu: Phöông phaùp hieån thò maøu giaû (Pseudo Color): Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Hieån thò maøu: Phöông phaùp hieån thò maøu giaû (Pseudo Color): Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng 18
TAÊNG CÖÔØNG CHAÁT LÖÔÏNG AÛNH Hieån thò maøu: Chæ soá OIF (Optimium Index Factor): Do quaù trình toå hôïp maøu chæ söû duïng 3 keânh aûnh, trong khi caùc keânh khaùc vaãn chöùa löôïng thoâng tin caàn thieát nhöng khoâng ñöôïc theå hieänMaët khaùc vieäc choïn keânh ñeå phoái hôïp maøu laø raát ña daïng. Chavez vaø caùc coäng söï (1982) ñaõ ñeà xuaát chæ soá OIF nhaèm xaùc ñònh ba keânh aûnh toát nhaát trong soá caùc keânhCoâng thöùc tính nhö sau:3 åS k OIF = 3 k =1 å Abs(r k =1 kl ) Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng LOÏC KHOÂNG GIAN Treân aûnh sau phaân loaïi thöôøng coù hieän töôïng “muoái vaø tieâu” hoaëc aûnh goác do sai soá phaùt sinh trong quaù trình truyeàn döõ lieäuKeát quaû laø aûnh khoâng ñöôïc mòn, laøm aûnh höôûng ñeán vieäc taùch thoâng tin töø aûnh Do ñoù, vieäc duøng caùc cöûa soå loïc (ñöôïc goïi laø loïc taàn soá khoâng gian) nhaèm loaïi nhöõng giaù trò nhieãu ñoù vaø taïo aûnh môùi mòn hôn so vôùi aûnh goác Caùc phöông phaùp: loïc taàn soá thaáp, loïc taàn soá cao, loïc taùch bieân hay doïc theo höôùng,… Tuøy thuoäc vaøo muïc tieâu vaø loaïi aûnh khaùc nhau maø choïn caùc phöông phaùp loïc khaùc nhau. Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng 19
LOÏC KHOÂNG GIAN Loïc taàn soá thaáp ñöôïc söû duïng ñeå loaïi tröø hieän töôïng nhieãu haït treân aûnhAÛnh môùi ñöôïc nhaän seõ mòn hôn so vôùi aûnh goác Khi caàn nhaán maïnh caùc ñoái töôïng quan taâm hoaëc phoùng ñaïi ñeå taïo söï saéc neùt ñoái vôùi moät soá chi tieát treân aûnh, ta duøng phöông phaùp loïc taàn soá cao Loïc theo höôùng (coøn ñöôïc goïi laø loïc taùch bieân) duøng ñeå taùch nhöõng bieán ñoåi rôøi raïc hoaëc laøm noåi baät nhöõng vaät theå ôû bieân treân aûnh Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng LOÏC KHOÂNG GIAN Bieân soaïn: GVPhaïm Theá Huøng 20