Giáo trình xử lý ảnh y tế Tập 4 P9

Chia sẻ: Cinny Cinny | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

97
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Để có thể nhìn thấy các tín hiệu như một ảnh ta phải thực hiện một quá trình ngược lại (có nghĩa là chuyển các dòng điện thành các tín hiệu cường độ chói trong video). Các bước cuối cùng của công việc này được thực hiện trên đèn hình (CRT) của tivi.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình xử lý ảnh y tế Tập 4 P9

2. Kiểm tra chương trình của bạn trên một bộ lọc tương tự 2-D dùng phương pháp ánh xạ đã đề cập trong chương này. 3. Vẽ tổng nhóm trễ của bộ lọc tương tự 2-D với nhóm cân bằng. Bài tập 15.5 Biến đổi song tuyến tính sẽ tác động biến dạng pha tại các tần số thấp. Các tần số này biểu diễn phần lớn các tin tức phần nền ảnh. Các tần số cao, biểu diễn các chi tiết trên ảnh, và không bị biến dạng pha nếu xử lý bằng các bộ lọc thiết kế bằng các giả thiết đề cập đến trong chương này. Chức năng của bài tập này là cho bạn thấy tác động thực sự của biến dạng pha tần số thấp tr ên ảnh. Nếu mắt người cảm nhận rất rõ biến dạng phần tần số cao hoặc các đường biên thì ngược lại, nó cảm nhận rất kém với các tác động ở phần tần số thấp. Lập một chương trình C lọc ảnh dùng 2-D FFT, ở đây pha và biên độ của đáp ứng tần số được xác định trước. Pha phải được ánh xạ theo đặc tính của bộ lọc 2-D tương tự. Chạy chương trình này trên một số ảnh, sau đó so sánh kết quả với các bộ lọc pha không. Bạn có thể rút ra được các kết luận và bài học gì? Bài tập 15.6 Viết chương trình C mô phỏng bộ lọc tương tự 2-D. Dùng những chương trình này và các hệ số thu được từ phép ánh xạ bộ lọc IIR pha tuyến tính để xử lý ảnh. So sánh kết quả với bài tập 15.5.
CHƯƠNG 16 THỰC HIỆN HỆ THỐNG HAI CHIỀU CHO XỬ LÝ THỜI GIAN THỰC 16.1 Chỉ dẫn Chúng ta đã xem xét các giả thiết và các thuật toán dùng trong xử lý tín hiệu hai chiều. Chúng ta cũng đề cập đến tín hiệu truyền h ình trong chương 14, và ch ỉ ra các kỹ thuật m à trong tương lai sẽ được áp dụng trong lĩnh vực n ày. Trong chương 15 chúng tôi giới thiệu về kiểu h àm truyền đạt mới (hàm truyền đạt lai). Trong chương này chúng tôi cũng đã đ ề cập đến việc xử lý tín hiệu truyền hình. Chúng tôi sẽ cung cấp cách thiết kế phần cứng và giới thiệu một hệ thống xử lý tín hiệu truyền hình trong thời gian thực. Chúng tôi sẽ mở rộng ra các k ỹ thuật khác như nhân đôi số dòng trên ảnh dùng bộ lọc số 2 -D ho ặc các giả thiết biến đổi. Chi tiết cho bộ lọc đồng hình và bộ lọc trung vị cũng được đề cập đến trong phần này. 16.2 Các kiến trúc nối tiếp cho thực hiện của bộ lọc số 2-D Trong phần này chúng tôi sẽ đưa ra một kiến trúc đơn giản cho các chức năng của bộ lọc số 2-D. Cấu trúc này là nối tiếp bit, cụ thể, nó chấp nhận tất cả các điểm được biểu diễn dưới dạng một chuỗi nối tiếp các bit. Chúng tôi cũng trình bày các chúng ta có th ể thay đổi thiết kế cho phép nhiều điểm chứa trong một byte (hoặc một word) trong một thời điểm. Thực hiện bộ lọc IIR Hàm truyền đạt của bộ lọc số IIR 2-D được cho bởi N N i i a zz ij 1 2 Y ( z1 , z 2 ) i  0 j 0 (16.1) H ( z1 , z 2 )   NN X ( z1 , z 2 ) 1    bij z1i z 2 i  i  0 j 0 Liên hệ đầu vào/đầu ra cho N = 2 b ằng biểu thức truy hồi: 2 2 2 2 y(m, n)    aij x(n  i, m  j )   bij y (n  i, m  j ) (16.2) i  0 j 0 i  0 j 0 m à có thể viết dưới dạng: 411
2  2 y(n, m)    a0 j x(n, m  j )   boj y(n, m  j )     j 0  j 0 2  2 +   a10 j x(n  1, m  j )   b1 j y (n  1, m  j )    (16.3)  j 0  j 0 2  2 +   a 2 j x(n  2, m  j )   b2 j y(n  2, m  j )     j 0  j 0 = y I (n, m)  y II (n, m)  y III (n, m) Th ực hiện của biểu thức (16.3) được cho trong h ình 16.1. Mạch điện thực hiện được trình bày ở phần tiếp theo. Ban đ ầu, thanh ghi dịch SR1 -SR12 và dây trễ B1-B4 (có các thanh ghi dịch dài với chiều rộng 1 bit) được xoá. Ảnh số, x(i,j), được quét theo hàng và nạp nối tiếp vào cấu trúc. Khối xử lý tính yI (n ,m), yII (n,m), yIII (n,m) theo: yI (n, m)  a00 x(n, m)  a01 SR1  a02 SR2  b01SR7  b02 SR8 yII (n, m)  a10 B2( M )  a11SR3  a12 SR 4 - b10 B3( M )  b11[ SR9]  b12 [SR10] yIII (n, m)  a 20 B1( M )  a21 SR5  a22 SR6 - b20 B4( M )  b21SR11  b22 [ SR12] H ình 16.1 Cấu trúc bộ lọc IIR hai chiều III y ( n , m )   yi ( n , m ) và (16.4) iI 412
ở đ ây [SRi] = giá trị trong SRi M  M = kích thư ớc của ảnh số và {xij} biểu diễn trong dạng 8 bit, cụ thể là 256 m ức xám. [Bi(M)] = giá trị chứa trong h àng cuối cùng (bit dấu + 8 bit) trong dây trễ. Tại cuối của mỗi dòng quét của mỗi hàng, thanh ghi d ịch SR1 và SR2 bị xoá. Bước n ày được yêu cầu nếu đảm bảo rằng bộ lọc chạy với các điều kiện kh ởi gán giá trị 0 ban đầu, chẳng hạn, x(n,m) = 0 với (n < 0)  (m < 0). Trong hệ thống số thiết kế của các phần tử xử lý phụ thuộc chủ yếu vào sự lựa chọn của biểu diễn số. Cách biểu diễn dưới dạng phần bù hai sẽ được đề cập ở phần dưới đây. 16.2.1 Biểu diễn dưới phần bù hai Nếu x bé hơn 1, thì phần bù hai của nó được định nghĩa nÕu x  0 x ~ (16.5) x 2 | x| nÕu x < 0 ~ Cùng như vậy, nếu biểu diễn nhị phân của x đ ược cho bởi ~ (16.6) x  x 0 x1 x2 ... x L thì x có thể tính từ L ~ x   x0   xi 2 i (16.7) i 1 Và bây giờ xem xét y=x.a L y   x0 .a   xi .a.2 i ho ặc i 1 Vì vậy ~ y  phÇn bï hai  x a  2  1 ( x1a  2 1 ( x 2 a  ...  2 1 ( x L 1a  2 1 ( x L a)))) (16.8) 0 Bây giờ xem xét phần bù của 2-1u , ở đ ây ~ u  u 0 u1u 2 ...u M Với u  0 ( h oặc u 0 = 0) 413
~ Phần bù hai (2-1u )=2-1 u và cho u < 0 (hoặc u = 1 ) ~ Ph ần bù hai (2-1u) = 2 - |2 -1u| = 1 + 2-1(2 - |u|) = 1 + 2-1 u Vì vậy ~ 2 1 u nÕu u 0  0  -1 Ph ần bù hai (2 u) =  ~ 1  2 1 u nÕu u 0 = 1  Phép xử lý này gọi là dịch phải phần bù hai, và có thể thiết kế là : ~ Phần bù hai (2-1u)=22-1 u Bằng cách dùng chú ý trong biểu thức (16.8) chúng ta rút ra ~   y   x0 a  2 2 1 ( x1a  2 2 1 ( x 2 a  ...  2 2 1 ( x L1a  2 2 1 ( x L a )))) (16.9) 16.2.2 Các khối xử lý ~ ~ Đặt x(n, m) và y(n, m) là ph ần bù hai của x(n,m) và y(n,m). ~ ~ Nếu biểu diễn nhị phân của x (n, m) và y (n, m) được cho bởi ~ (16.10) x(n, m)  x0 (n, m).x1 (n, m).x2 (n, m)...x K (n, m) ~ y(n, m)  y0 (n, m). y1 (n, m). y 2 (n, m)... y k (n, m) Ở đây {xk (n,m)} và {yk (n ,m)} là biểu diễn dưới dạng các bit của x(n,m) và y(n ,m), thì x(n,m) và y(n,m) được cho bởi K y(n, m)   y 0 (n, m)   y k (n, m)2 k (16.11) k 1 Thay biểu thức (16.11) trong biểu thức cho yI(n,m), yII(n,m) và yIII(n,m) được cho bởi biểu thức (16.3) và lấy phần bù hai chúng ta được K~ ~ ~ y I (n, m)   F 0k 2  k  F 00 2 k 1 K~ ~ ~ y II (n, m)   F 1k 2 k  F 10 2 k 1 K~ ~ ~ y III (n, m)   F 2k 2  k  F 30 2 k 1 414
2 ~ ~ ~  (a ij xk (n  i, m  j)  b ij y k (n  i, m  j ) Ở đây (16.12) F ik  j 0 ~ và b00  0 (Chú ý nếu mức xám trên đư ợc chia làm 256 mức, thì giá trị đầu vào của bộ lọc bị nhân với 2 -8, và mỗi mức xám có thể biểu diễn dưới dạng nhị phân dạng 0 . x1x2...x8. Các h ệ số của bộ lọc cũng được chia trong khoảng từ -1). ~ Xem xét F0 k ~ ~ ~ ~ F ok  a 0 j xk ( n, m)  a 01 xk ( n, m  1)  a 02 xk ( n, m  2) (16.13) ~  b01 yk ( n, m  1)  b 02 yk ( n, m  2) H ình 16.2 Các phần tử xử lý cho bộ lọc IIR. Nếu xk’ và y’k biểu diễn bit đơn lẻ của 1 và 0, và nếu có 5 phần trong biểu ~ thức (16.13), th ì F0k chỉ có thể có 32 giá trị. Bảng 16.1 giới thiệu 6 giá trị đầu ~ ~ ~ tiên của F0k . Thông thường nếu F1k hoặc F2 k đều có 6 phần tử, thì chúng có ~ thể có 64 giá trị có thể. Nếu L là số các bit cho hệ số, thì giá trị của F0k có thể ~ chứa trong bảng tra cứu có kích thước 32  L bit, F1k yêu cầu một bảng tra ~ cứu có kích thước 64  L và tương tự cho F2 k . Mỗi bảng này sẽ chứa trong ph ần cứng của bộ nhớ đọc-ghi (RAM) cho kiểu lập trình cấu trúc bộ lọc với số 415