
Thùc hµnh xö lý ¶nh
1
PhÇn I : Khai th¸c phÇn mÒm ScionImage
Bµi 1. C¸c phÐp to¸n xö lý ®iÓm ¶nh
1.1 C¸c phÐp xö lý víi ¶nh ®a møc x¸m
a) Ph©n tÝch sù ph©n bè møc x¸m
Tõ ¶nh ban ®Çu ta thùc hiÖn biÕn ®æi ®é t¬ng ph¶n b»ng c¸ch sö dông cöa sæ
Map, mçi lÇn dïng con chuét thay ®æi ®êng ®å thÞ, møc x¸m cña ¶nh còng sÏ
thay ®æi theo.
KL: Møc x¸m cña ¶nh tËp chung ë miÒn cã møc x¸m cao nªn ¶nh trªn lµ ¶nh
s¸ng (lîc ®å n»m bªn ph¶i). Muèn thay ®æi ®é t¬ng ph¶n hoÆc ®é s¸ng cña
¶nh th× ta cã thÓ biÕn ®æi Histogram cña ¶nh ®Ó thu ®îc ¶nh míi mµ ta mong
muèn.
b) BiÕn ®æi ®é t¬ng ph¶n b»ng c¸c phÐp to¸n sè häc.
PhÐp céng:
Thùc chÊt lµ viÖc thùc hiÖn phÐp céng c¸c gi¸ trÞ møc x¸m cña tõng ®iÓm
¶nh víi mét h»ng sè. Víi gi¸ trÞ h»ng sè ®îc chän thÝch hîp nã sÏ lµm cho ®é
t¬ng ph¶n cña ¶nh tèt h¬n. Nh×n chung, kÕt qu¶ thu ®îc lµ mét ¶nh míi cã sè
mµu tèi h¬n ¶nh ban ®Çu, tÊt c¶ c¸c vïng ¶nh cã chiÒu híng ®en dÇn. Do ®ã,
khi gi¸ trÞ h»ng sè ®îc chän qu¸ lín sÏ lµm cho ¶nh bÞ tèi, dÉn ®Õn lµm cho ®é
t¬ng ph¶n cña ¶nh kÐm v× t¹i c¸c ®iÓm ¶nh cã gi¸ trÞ møc x¸m cao, sau khi
céng thªm mét h»ng sè chóng ®Òu ®¹t ®Õn gi¸ trÞ tèi ®a lµ 255?
PhÐp nh©n:
§©y lµ viÖc thùc hiÖn phÐp nh©n c¸c gi¸ trÞ møc x¸m cña tõng ®iÓm ¶nh víi mét
h»ng sè. Víi gi¸ trÞ h»ng sè ®îc chän thÝch hîp nã sÏ lµm cho ®é t¬ng ph¶n
cña ¶nh tèt h¬n.
C¸c phÐp trõ vµ chia chØ lµ c¸c bíc thùc hiÖn ®¶o cña hai phÐp c«ng vµ nh©n
Nh vËy, xö lý ®iÓm ¶nh (th«ng qua c¸c phÐp to¸n) thùc chÊt lµ c¸c ¸nh x¹ nh»m
biÕn ®æi gi¸ trÞ cña mét ®iÓm vµ chØ dùa vµo gi¸ trÞ cña chÝnh nã mµ kh«ng quan
t©m tíi c¸c gi¸ trÞ cña c¸c ®iÓm ¶nh kh¸c. Mét c¸ch to¸n häc, ¸nh x¹ ®ã ®îc
®Þnh nghÜa nh sau:
¶nh nhÞ ph©n
¶nh ban ®Çu

Thùc hµnh xö lý ¶nh
2
v(m,n)=f(u(m,n))
trong ®ã: u(m,n) thÓ hiÖn gi¸ trÞ cêng ®é s¸ng t¹i to¹ ®é (m,n);
v(m,n) lµ gi¸ trÞ cêng ®é s¸ng sau phÐp biÕn ®æi;
f lµ hµm biÕn ®æi, nã cã thÓ lµ liªn tôc hoÆc rêi r¹c.
c) T¹o ¶nh nhÞ ph©n tõ ¶nh ®a møc x¸m
§Ó t¹o ¶nh nhÞ ph©n ta dïng menu Process/Binary/Make Binary (kÕt qu¶ nh
h×nh trªn). Tríc ®ã ph¶i thùc hiÖn Options/Threshol
d) ¶nh gi¶ mµu
Kü thuËt gi¶ mµu thùc chÊt lµ biÕn tõ ¶nh ®¬n mµu thµnh ¶nh mµu vµ ®îc thùc
hiÖn bëi mét phÐp biÕn ®æi mét ma trËn d÷ liÖu thµnh 3 ma trËn d÷ liÖu t¬ng
øng víi 3 mµu kh¸c nhau. Møc x¸m cña mçi ®iÓm ¶nh sÏ trë thµnh mét ®iÓm
¶nh mµu cã gi¸ trÞ mµu lµ sù tæng hîp cña 3 mµu RGB. Gi¸ trÞ cña ba mµu RGB
chÝnh lµ gi¸ trÞ møc x¸m.
VÝ dô, t¹i ®iÓm ¶nh cã gi¸ trÞ møc x¸m b»ng 0 sÏ ®îc thay thÕ bëi 3 mµu ®á,
lôc, lam víi c¸c gi¸ trÞ lÇn lît: R=255, G=255, B=255, øng víi mµu tr¾ng. Mµu
vµng lµ mµu tæng hîp tõ hai trong ba mµu c¬ b¶n (®á vµ lôc).
1.2 ) Sö dông c¸c to¸n tö l«gic trong menu Process/arithmetic, cô thÓ:
§Ó lµm mÊt h×nh d¹ng ®èi tîng trong ¶nh. §©y thùc chÊt lµ viÖc thùc hiÖn
xo¸ ®èi tîng cã trªn ¶nh hay biÕn ®æi cho møc x¸m cña ®èi tîng ¶nh (mµu
cña ®èi tîng) trïng víi mµu nÒn. §Ó thùc hiÖn phÐp biÕn ®æi nµy ta cã thÓ sö
dông phÐp to¸n ADD víi h»ng sè b»ng gi¸ trÞ møc x¸m cña mµu nÒn.
§Ó lµm thay ®æi møc x¸m cña ¶nh mµ vÉn gi÷ nguyªn mµu nÒn, ta còng thùc
hiÖn phÐp ADD víi gi¸ trÞ tïy chän (nÕu chän gi¸ trÞ võa ph¶i sÏ dÔ so s¸nh
víi ¶nh gèc)
Møc x¸m cña ®èi tîng bÞ thay
®æi mµ vÉn gi÷ nguyªn mµu nÒn

Thùc hµnh xö lý ¶nh
3
Bµi 2. Ph©n tÝch Histogram cña ¶nh
¶nh ban ®Çu bÞ tèi lý do lµ c¸c møc x¸m ph©n bè kh«ng ®ång ®Òu. §Ó c¸c chi
tiÕt cña ¶nh râ nÐt h¬n ta thùc hiÖn phÐp san b»ng Histogram (sö dông menu
Process/Equalize). ¶nh sau khi xö lý ®· râ h¬n.
Cßn cã mét ph¬ng ph¸p kh¸c ®Ó biÕn ®æi ®é t¬ng ph¶n cña ¶nh, ®ã lµ
ïng Process/ Enhance Contrast . Tuy nhiªn ¶nh sau khi biÕn ®æi gÇn gièng víi
¶nh ban ®Çu.
C¸c chi tiÕt cña ¶nh ®îc thÓ hiÖn râ nÐt h¬n, tuy nhiªn c¸c ®êng biªn cña ¶nh
còng còng bÞ mê ®i sau phÐp c©n b»ng. V× vËy trong xö lý ¶nh, ®Ó cã thÓ t¨ng
cêng c¸c ®Æc tÝnh cña ¶nh, ngêi ta sö dông c¸c kü thuËt cho phÐp n©ng cao
chÊt lîng ¶nh, trong ®ã bªn c¹nh c¸c phÐp xö lý c¬ b¶n nh biÕn ®æi ®é t¬ng
ph¶n vµ Histogram, gi¶m nhiÔu ®èi víi ¶nh cßn sö dông c¸c phÐp biÕn ®æi lµm
næi biªn ¶nh (t¨ng cêng ®é nÐt) vµ kh«i phôc ¶nh bÞ nhiÔu ph¸ huû.
BiÕn ®æi ®é t¬ng ph¶n dïng hµm Gamma
ViÖc sö dông ph¬ng ph¸p biÕn ®æi ®é t¬ng ph¶n cña ¶nh ¸p dông c¸c hµm
to¸n häc cho ¶nh cã ®é nÐt tèt h¬n ph¬ng ph¸p ë trªn. §é t¬ng ph¶n biÓu diÔn
sù thay ®æi ®é s¸ng cña ®èi tîng so víi nÒn hay cßn gäi lµ ®é næi cña ¶nh so víi
nÒn. Víi c¸c ph¬ng ph¸p biÕn ®æi ®é t¬ng ph¶n sö dông b¶ng tra LUT, cöa sæ
MAP,..., ®©y thùc chÊt lµ viÖc thùc hiÖn biÕn ®æi mét c¸ch tuyÕn tÝnh c¸c gi¸ trÞ
®é s¸ng cña ®èi tîng vµ nÒn cña ¶nh, cßn khi sö dông c¸c hµm to¸n häc th× sù
biÕn ®æi trªn ¶nh lµ phi tuyÕn. §iÒu nµy ®îc thÊy râ qua ¶nh thu ®îc th«ng
qua phÐp biÕn ®æi sö dông hµm Gamma: s¸ng h¬n, tiÕt ¶nh ®îc thÓ hiÖn râ nÐt,
¶nh kh«ng bÞ mê ®i sau phÐp biÕn ®æi, trong khi qua phÐp c©n b»ng Histogram,
¶nh s¸ng lªn, c¸c chi tiÕt cña ¶nh còng ®îc thÓ hiÖn râ nhng ¶nh bÞ mê (®é nÐt
cña ¶nh kh«ng ®îc ®¶m b¶o).
DÞch chuyÓn thang biÓu diÔn møc x¸m cña ¶nh
-DÞch chuyÓn thang biÓu diÔn møc x¸m cña ¶nh còng lµ mét phÐp xö lý cho phÐp
thay ®æi ®é t¬ng ph¶n cña ¶nh.
Histogram cña ¶nh ban ®Çu
¶nh sau khi san
b»ng Histogram

Thùc hµnh xö lý ¶nh
4
Bµi3: PhÐp biÕn ®æi Fourier
3.1)PhÐp biÕn ®æi Fourier víi ¶nh d¹ng ®Æc biÖt
¶nh tríc khi biÕn ®æi BiÕn ®æi FFT cña ¶nh
BiÕn ®æi Fourier cña ¶nh thùc chÊt lµ phÐp ®æi kh«ng gian quan s¸t ¶nh tõ miÒn
thêi gian sang miÒn tÇn sè
Phæ cña ¶nh sÏ tuÇn hoµn víi chu kú lµ kÝch thíc cña ¶nh nªn khi biÓu diÔn phæ
cña ¶nh, ta chØ cÇn biÓu diÔn trong mét chu kú. KÕt qu¶ phÐp biÕn ®æi Fourier
cña ¶nh cho lµ d¶i phæ ®èi xøng vµ ®Òu v× ¶nh chØ cã hai møc x¸m. Trong trêng
hîp nµy tÝnh chu kú cña phæ cã ®îc do ¶nh ban ®Çu cã tÝnh chu kú vµ hµm Cos
lµ hµm tuÇn hoµn, nªn kÕt qu¶ (biÓu diÔn trong miÒn tÇn sè) còng tuÇn hoµn vµ v×
vËy phæ ¹t îc cã tÝnh chu kú.
3.2) BiÕn ®æi Fourier cña ¶nh bÞ nhiÔu
Trong trêng hîp nµy phæ cña ¶nh kh«ng cã tÝnh chu kú. Nh×n vµo FFT cña ¶nh:
phæ cña ¶nh ph©n bè ®Òu trong kh«ng gian tÇn sè (trong vïng tÇn thÊp vµ cao).
Trong ¶nh ban ®Çu, mäi ®iÓm cã ph©n bè ngÉu nhiªn

Thùc hµnh xö lý ¶nh
5
®Òu tån t¹i nhiÔu, v× vËy nhiÔu trong ¶nh trªn lµ nhiÔu céng ngÉu nhiªn. §iÒu nµy
còng ®îc thÊy râ qua ¶nh phæ cña nã, nhiÔu céng thêng tËp trung chñ yÕu
trong miÒn tÇn sè cao trong khi c¸c th«ng tin cã Ých tËp trung chñ yÕu trong miÒn
tÇn sè thÊp (®îc thÓ hiÖn Ëm h¬n gi÷a h×nh). Th«ng thêng, c¸c kü thuËt läc
tuyÕn tÝnh îc sö dông ®Ó lµm gi¶m nhiÔu céng, cô thÓ lµ dïng c¸c bé läc th«ng
thÊp trong miÒn tÇn sè ®Ó lo¹i bá phÇn nhiÔu vµ gi÷ l¹i c¸c th«ng tin cã Ých.
Läc th«ng thÊp ®èi víi ¶nh bÞ nhiÔu.
Bé läc th«ng thÊp cã t¸c dông c¾t bá c¸c thµnh phÇn tÇn sè cao do vËy
nhiÔu (nhiÔu xung vµ nhiÔu céng) thuéc vïng nµy còng sÏ bÞ lo¹i bá.
Quan s¸t FFT cña ¶nh sau khi qua bé läc th«ng thÊp ta thÊy c¸c th«ng tin nhiÔu
bÞ lo¹i bá chØ cßn c¸c th«ng tin cã Ých, thÓ hiÖn trªn ¶nh phæ ®é ®Ëm cña mµu
x¸m thay ®æi, nã kh«ng cßn ph©n bè ®Òu nh tríc mµ tËp trung chñ yÕu ë miÒn
tÇn sè thÊp (t¬ng øng víi c¸c th«ng tin kh«ng bÞ nhiÔu) cßn ë vïng tÇn sè cao
®é Ëm cña mµu x¸m bÞ nh¹t i (t¬ng øng víi th«ng tin bÞ nhiÔu * îc lo¹i bá).
Läc th«ng cao ®èi víi ¶nh nhiÔu.
Phæ cña ¶nh qua phÐp läc nµy tr¸i ngîc víi phæ cña ¶nh khi cho qua bé
läc th«ng thÊp, c¸c thµnh phÇn tÇn sè cao ®îc gi÷ l¹i thay v× c¸c thµnh phÇn tÇn
sè thÊp. ¶nh nhËn ®îc sau phÐp läc: c¸c th«ng tin cã Ých tËp trung trong miÒn
tÇn sè thÊp sÏ bÞ mÊt, chØ cßn l¹i c¸c th«ng tin vÒ nhiÔu vµ biªn ¶nh, c¸c chi tiÕt
¶nh ®îc næi bËt ®Æc biÖt lµ c¸c chi tiÕt cã tÇn sè kh«ng gian cao, c¸c phÇn tö cã
tÇn sè kh«ng gian cao ®îc thÓ hiÖn s¸ng h¬n trong ¶nh, c¸c phÇn tö cã tÇn sè
kh«ng gian thÊp sÏ bÞ tèi i. do dã cã thÓ thÊy r»ng hiÖu qu¶ cña hai ph¬ng ph¸p
läc th«ng thÊp vµ läc th«ng cao tr¸i ngîc nhau.
Bµi 4. VÊn ®Ò gi¶m nhiÔu ®èi víi ¶nh.
¶nh bÞ nhiÔu
FFT cña ¶nh bÞ nhiÔu