Xử lý ảnh số video số Tuần 3: Phép biến đổi màu TS Lý Quốc Ngọc Tiền xử lý ảnh 3.1 Phép biến đổi màu 3.2 Phép biến đổi hình học 3.3 Tiền xử lý cục TS Lý Quốc Ngọc 3.1 Phép biến đổi màu 3.1.1 Phép biến đổi tuyến tính 3.1.2 Phép biến đổi phi tuyến 3.1.3 Phép biến đổi dựa phân bố xác suất TS Lý Quốc Ngọc 3.1 Phép biến đổi màu 3.1.1 Phép biến đổi tuyến tính • Thay đổi độ sáng (Brightness) • Thay đổi độ tương phản (Contrast) g ( x, y )  f ( x, y )  b g ( x, y )  a f ( x, y ) • Thay đổi độ tương phản (Brightness+ Contrast) g ( x, y )  a f ( x, y )  b TS Lý Quốc Ngọc 3.1 Phép biến đổi màu 3.1.1 Phép biến đổi tuyến tính g ( x, y )  f ( x, y )  b TS Lý Quốc Ngọc 3.1 Phép biến đổi màu 3.1.1 Phép biến đổi tuyến tính g ( x, y )  a f ( x, y ) TS Lý Quốc Ngọc 3.1 Phép biến đổi màu 3.1.1 Phép biến đổi tuyến tính g ( x, y )  a f ( x, y )  b TS Lý Quốc Ngọc 3.1 Phép biến đổi màu 3.1.1 Phép biến đổi tuyến tính Vd: xác định ánh xạ tuyến tính từ [f1 f2] vào [g1 g2] TS Lý Quốc Ngọc 3.1 Phép biến đổi màu 3.1.2 Phép biến đổi phi tuyến • Biến đổi theo hàm logarithm g ( x, y )  c log f ( x, y ) • Biến đổi theo hàm mũ f ( x, y ) g ( x, y )  e TS Lý Quốc Ngọc 3.1 Phép biến đổi màu 3.1.2 Phép biến đổi phi tuyến • Vd:exponential TS Lý Quốc Ngọc 10 3.1 Phép biến đổi màu 3.1.3 Phép biến đổi dựa phân bố xác suất Cân lược đồ xám (Histogram Equalization) Giải toán g  T ( f )  pg ( g )  pf ( f ) | dT ( f ) / df | f T ( f )   p f ( w)dw  pg ( g )  k k j 0 j 0 gk  T ( f k )   p f ( f j )   nj n TS Lý Quốc Ngọc 16 3.1 Phép biến đổi màu Giải thuật (Cân lược đồ xám) B1 Khởi tạo mảng H chiều dài nG với giá trị (giả sử ảnh f kích thước NxM có nG mức xám) B2 Tính lược đồ độ xám ảnh f, lưu vào H H [ f ( x, y )]   B3 Tính lược đồ độ xám tích lũy f, lưu vào T T [0]  H [0] T [ p]  T [ p  1]  H [ p], p  1,2, , nG  B4 Chuẩn hóa T đoạn [0;nG-1] T [ p]  round ((nG  / NM )T [ p]) B5 Tạo ảnh kết g: g ( x, y )]  T [ f ( x, y )] TS Lý Quốc Ngọc 17 3.1 Phép biến đổi màu 3.1.3 Phép biến đổi dựa phân bố xác suất Cân lược đồ xám (Histogram Equalization) TS Lý Quốc Ngọc 18 3.1 Phép biến đổi màu 3.1.3 Phép biến đổi dựa phân bố xác suất Cân lược đồ xám (Histogram Equalization) TS Lý Quốc Ngọc 19 3.1 Phép biến đổi màu 3.1.3 Phép biến đổi dựa phân bố xác suất TS Lý Quốc Ngọc 20 3.1 Phép biến đổi màu 3.1.3 Phép biến đổi dựa phân bố xác suất Vd: cân ảnh f TS Lý Quốc Ngọc 21 3.1 Phép biến đổi màu 3.1.3 Phép biến đổi dựa phân bố xác suất nG=15, NM=64 f 10 11 12 13 14 H 16 4 1 T 20 25 27 34 42 46 51 55 59 60 62 63 64 TR 10 11 12 13 13 14 14 14 T [0]  H [0] T [ p]  T [ p  1]  H [ p], p  1,2, , nG  T [ p]  round ((nG  / NM )T [ p]) TS Lý Quốc Ngọc 22 3.1 Phép biến đổi màu 3.1.3 Phép biến đổi dựa phân bố xác suất Vd: cân ảnh f 4 4 4 9 9 7 10 10 9 7 10 10 1 11 12 11 11 11 11 12 13 13 13 14 14 12 12 13 13 14 14 4 4 5 g ( x, y )]  T [ f ( x, y )] TS Lý Quốc Ngọc 23 3.1 Phép biến đổi màu 3.1.3 Phép biến đổi dựa phân bố xác suất g 10 11 12 13 14 Hg 0 16 4 4 4 4 4 9 9 7 10 10 9 7 10 10 1 11 12 11 11 11 11 12 13 13 13 14 14 12 12 13 13 14 14 4 4 TS Lý Quốc Ngọc 5 24 3.1 Phép biến đổi màu 3.1.3 Phép biến đổi dựa phân bố xác suất g 10 11 12 13 14 Hg 0 16 4 f 10 11 12 13 14 Hf 16 4 1 TS Lý Quốc Ngọc 25 3.1 Phép biến đổi màu 3.1.3 Phép biến đổi dựa phân bố xác suất Đặc tả lược đồ xám (Histogram Specification) Phát biểu toán Cho trước ảnh f, lược đồ độ xám pg(g), cần xác định phép biến đổi phi tuyến F cho ảnh kết g = F(f) có lược đồ độ xám pg(g) TS Lý Quốc Ngọc 26 3.1 Phép biến đổi màu 3.1.3 Phép biến đổi dựa phân bố xác suất Giải toán f s  T ( f )   p f ( w)dw g z  G ( g )   pg ( w)dw 1 1 1 g  G ( z )  G ( s )  G [T ( f )] g  F ( f ), F  G 1  T TS Lý Quốc Ngọc 27 3.1 Phép biến đổi màu 3.1.3 Phép biến đổi dựa phân bố xác suất Z Giải toán G(g) T(f) g f fk z G(g) g TS Lý Quốc Ngọc 28 3.1 Phép biến đổi màu Giải thuật (Đặc tả lược đồ xám) B1 Khởi tạo mảng Hf chiều dài nG với giá trị (giả sử ảnh f kích thước NxM có nG mức xám) B2 Tính lược đồ độ xám ảnh f, lưu vào Hf Hf [ f ( x, y )]   B3 Tính lược đồ độ xám tích lũy f, lưu vào T T [0]  Hf [0] T [ p]  T [ p  1]  Hf [ p], p  1,2, , nG  B4 Chuẩn hóa T đoạn [0;nG-1] T [ p]  round ((nG  / NM )T [ p]) TS Lý Quốc Ngọc 29 3.1 Phép biến đổi màu Giải thuật (Đặc tả lược đồ xám) B5 Tính lược đồ độ xám tích lũy g, lưu vào G G[0]  Hg[0] G[ p]  G[ p  1]  Hg[ p], p  1,2, , nG  B6 Chuẩn hóa G đoạn [0;nG-1] G[ p]  round ((nG  / NM )G[ p]) B7 Tạo ảnh kết g: g ( x, y )]  G 1[T [ f ( x, y )]] TS Lý Quốc Ngọc 30 ... Quốc Ngọc 23 3.1 Phép biến đổi màu 3. 1 .3 Phép biến đổi dựa phân bố xác suất g 10 11 12 13 14 Hg 0 16 4 4 4 4 4 9 9 7 10 10 9 7 10 10 1 11 12 11 11 11 11 12 13 13 13 14 14 12 12 13 13 14 14 4 4.. .3 Tiền xử lý ảnh 3. 1 Phép biến đổi màu 3. 2 Phép biến đổi hình học 3. 3 Tiền xử lý cục TS Lý Quốc Ngọc 3. 1 Phép biến đổi màu 3. 1.1 Phép biến đổi tuyến tính 3. 1.2 Phép biến đổi phi tuyến 3. 1 .3. .. Lý Quốc Ngọc 22 3. 1 Phép biến đổi màu 3. 1 .3 Phép biến đổi dựa phân bố xác suất Vd: cân ảnh f 4 4 4 9 9 7 10 10 9 7 10 10 1 11 12 11 11 11 11 12 13 13 13 14 14 12 12 13 13 14 14 4 4 5 g ( x,