Xử lý ảnh số Lý thuyết và thực hành với Matlab

Trong nhữững năm gần đây, xử lý tín hiệu nói chung và xử lý ảnh nói riêng. đặc biệt là ảnh sẽ phát triển hết sức mạnh mẽ Các kỹ thuật xử lý ảnh được áp dụng va cap nhật không những trong các công trình cơ bản như thị giác máy tính, mắt nhìn nhân tao mà cả trong những công nghệ mới nhất như truyền hình số IPTV. trong y sinh hoc và ghu ảnh công hưởng từ 3D hay trong robots và người máy.

Xử lý ảnh số được phát triển nhằm mục đích số hóa và mã hóa các bức ảnh để đơn giản hóa các quá trình truyền thông, in ấn và lưu giữ. Một mục tiêu quan trong khác của xử lý ảnh là cải thiện chất lương và khôi phục ảnh nhằm hiểu biết nhiều hơn nội dung thông tin chứa trong mỗi bức ảnh; chẳng hạn như các bức ảnh chụp bẻ mặt các hành tinh xa xôi do về tình gia về hoặc các ảnh nội soi, ảnh cộng hưởng từ trong khảo sát y học. Một bài toán quan trọng nữa trong xử lý ảnh số là phân đoạn và mô tả ảnh, nhằm tạo nên các ảnh như một tín hiệu lối vào cho một hệ thống nhìn nhân tạo hay thị giác máy tính nhằm tách các thông tin và đo lường các đối tương chứa trong mỗi bức ảnh thu được. Tất cả các nhiệm vụ trên đều có chung một mục đích là đáp ứng nhu cầu thông tin và hiểu biết ngày một lớn của con người.

Để đạt được các mục tiêu nói trên, xử lý ảnh số sử dụng các máy tính số làm công cụ tính toán duy nhất Hay nói khác đi, thành hại của xử lý ảnh số gắn chặt với các công cụ tính toán số, qua việc lựa chọn và áp dụng các gói phân mềm.

Gói phần mêm hiệu quả nhất vẫn là phần mềm MATLAB Cũng giống như các môn học khác, hầu hết các khái niệm lý thuyết của xử lý ảnh số đã được cập nhật trong gói phần mềm này MATLAB cung cấp một hương lớn các hàm, các M-files, guúp ta vận dụng để xử lý các hình ảnh trong thế giới thực. Trong cuốn sách này, chúng tôi cũng đa tạo được niên M-files trong mọi trường làm việc MATLAB, từ những hình ảnh thu được bằng máy ảnh số Những ảnh này là những ảnh mẫu sử dụng trong các chương trình mô phỏng cho các khái niệm lý thuyết. Ngoài ra, một số ảnh mẫu rất điển hình, được mặc định trong hộp công cụ của MATLAB (IPT) cũng được sử dụng, góp phần làm phong phú và điển hình hoá cho các phương pháp phân tích lý thuyết, chẳng hạn như các phép chiếu xạ Radon trong khi thu ảnh cộng hưởng từ (MRI).

Các tín hiệu hình ảnh được mô tả bởi mảng dữ liệu nhiều chiều; chúng vừa có tính chất xác định lẫn thống kê. Biểu diễn ảnh theo quan điểm tín hiệu xác định được thể hiện trong chuương 1. Chương 2 dành cho việc biểu diễn tín hiệu hình ảnh theo quan điểm thống kê. Chúng tôi dành trọn chương 3 để mô tả những phép biến đổi hai chiều quan trọng nhất. Đó là những phép biến đổi 2D như: DFT-2D, biển đổi DCT-2D, các phép biến đổi không gian như biến đổi Radon, các phép chiếu tia trong ghi và xử lý ảnh công hưởng từ 3D. Trong chương 3 này, những bò lọc tuyến tính 2D cũng được đề cập đến Toàn bộ chương + được sử dụng để mò tui phép biến đổi sóng con (wavelets) và bó sóng con (wavelet packets) một và han chiều. Bởi vì những phép biển đời này đang được sit dung trong các công nghệ hiện đạt nhất. Chương 5 mô tả các kỹ thuật khôi phục anh sau khi xử lý Chương 6 trình bày các kỹ thuật cải thién va nâng cao chất lương của anh thu dược Chương 7 nêu các kỹ thuật nén và mã hoá ảnh Chương 8 xử lý ảnh hình thái và chương 9, chương cuối cùng của sách mô tả các phương pháp phân tích, phân đoạn và tách các đường viền. Phần lớn nội dung của chương này dùng để mô tả biển đổi Watershed, bởi vì nó là phương nên chu yếu để tách các đường viền và đo các đặc trưng cũng như nhân dạng các đối tương có trong một bức tranh, bức ảnh.

Toàn bộ nội dung của cuốn sách được tổ chức và trình bày sao cho có tính liên tục, logic và thống nhất Mỗi chương được bắt đầu bằng nhữững cơ sở và nguyên tắc lý thuyết, tiếp đến là ứng dụng và thực thi thực tế Các quan điểm lý thuyết và sự thực thì thực tế thể hiện trong các chương trình phần mềm hoặc các M-files Chúng tôi cố gắng nêu bật các quan điểm lý thuyết trước khi đưa ra những chương trình thực hiện và các ví dụ minh hoa, giúp người đọc nhận thức sâu sắc hơn tâm quan trọng và ý nghĩa thực tiễn cũng như những phương pháp thực hiện mới vấn đề được trình bầy trong sách.

Xử lý ảnh là một lĩnh vực rộng lớn, năng động và hấp dẫn Vì thế khi biên soạn cuốn sách này, chúng tôi muốn cung cấp cho bạn đọc, nhất là các bạn sinh viên hay các học viên cao học của các trường Đại học Công nghệ, cả Điện tử Viên thông lẫn Công nghệ Thông tin hay các trường Đai học Khoa học Tự nhiên, những kiến thức cơ bản nhất cả về cơ sở lý thuyết lần những công cụ thực hành để bạn đọc có thể tiếp thu và tự mình mô phỏng và phát triển công nghệ Với mong muốn ấy, chúng tôi đã có gắng chọn lọc và trình bày những nói dụng quan trọng và thiết thực, đồng thời cập nhật được những thông tin và những công cụ mới nhất về xử lý ảnh hiện đang tồn tại hoặc đang được quan tâm nghiên cứu. Tuy nhiên trong quá trình soạn thảo có thể còn có những khiếm khuyết Chúng tôi xin chân thành cảm ơn và mong quí độc giả góp ý để lần tất bản sau cuốn sách để được hoan nghênh hơn.

Tác giả