Luận văn Xử lý ảnh đa phân giải

Phân tích đa phân giải là một cách xử lý tín hiệu hiệu quả, cho phép xem xét thông tin ở nhiều cấp độ. Trong những năm gần đây, phân tích đa phân giải được áp dụng rất nhiều trong các vấn đề của xử lý tín hiệu và xử lý ảnh. Tuy nhiên, ý tưởng phân tích ảnh tại các độ phân giải khác nhau không phải là mới. Các nghiên cứu trong nhiều lĩnh vực như toán học, vật lý học, xử lý tín hiệu và phân tích dữ liệu về địa chấn đã đặt nền móng cho sự phát triển của phân tích đa phân giải. So với biến đổiFourier, đa phân giải có ưu điểm vượt trội, cung cấp một mô hình hiệu quảcho việc tách thông tin từ ảnh,cho phép hiểu rõ sự phân bố thông tin trong ảnh tốt hơn và có thể khử nhiễu rất tốt. Hiện tại, có rất nhiều ứng dụng của đa phân giải liên tục được đăng trên tạp chí IEEE [21], [22], [23]. Nội dung chính của luận văn là tìm hiểu, nghiên cứu cơ sở, những đặc điểm chính và ứng dụng của các biến đổi đa phân giải. Sau đó, vận dụng viết chương trình ứng dụng thực tế. Hướng ứng dụng được chọn là phân đoạn ảnh theo trực quan. Phân đoạn ảnh là cơ sở phát triển cho nhiều hướng ứng dụng trong xử lý ảnh như nhận dạng, đánh giá chuyển động, phân tích cảnh vật Các kết quả chương trình được xem xét, rút ra các kếtluận và so sánh vớikết quả của giải thuật phân đoạn khác. Cụ thể, nội dung của luận án bao gồm: ¾ Cơ sở, tiên đề của một biểu diễn đa phân giải. Từ đó, có thể xây dựng các phép biến đổi đa phân giải. Liên hệ phân tích đa phân giải với quá trình xử lý trong hệ thống thị giác con người. ¾ Cơ sở toán học, sơ đồ thực hiện và các ứng dụng của biễu diễn Gaussian pyramid, Laplacian pyramid và wavelet. So sánh các biễu diễn này. Đây là ba biễu diễn đa phân giải có vai trò quan trọng. Như vậy, qua nội dung trình bày trên, mục tiêu nghiên cứunhững đặc điểm và những ứng dụng chính của đa phân giải đã được hoàn thành. Để tìm hiểu thêm những chứng minh toán học phức tạp và cácứng dụng của đa phân giải, có thể xem các tài liệu [1], [3], [4], [5]. Về ứng dụng cụ thể, nội dung của luận văn bao gồm: ¾ Cơ sở để đánh giá một kết quả phân đoạn là tốthay xấu. Trình bày tổng hợp, phân loại các cách tiếp cận phân đoạn bao gồm phân đoạn theo histogram, theo vùng lân cận và theo tính chất vật lý. ¾ Trình bày giải thuật phân đoạn ảnh màu theo trực quan. Qua tham khảo nhiều giải thuật phân đoạn, giải thuật này được chọn bởi phạm vi ứng dụng rộng rãi, không hạn chế trên một số loại ảnh. Vì vậy, đây cũng là giải thuật phân đoạn phức tạpnhất trong các kiểu phân đoạn, đối tượng phân đoạn là ảnh tự nhiên. Cách tiếp cận của giải thuật này có nhiều điểm mới mẻ, nổi bật, áp dụng những kết quả đạt được trong lĩnh vực nghiên cứu về hệ thống thị giác con người. Đó là áp dụng bộ lọc do Zhang và Wandell [6] đo đạc được từ thực nghiệm và cơ chế giãn nỡ theo xác suất mới do Petrou và Mirmehdi [15] đưa ra. ¾ Vận dụng viết chương trình ứng dụng trên MATLAB và C. Chương trình thử nghiệm trên nhiều loại ảnh và với nhiều cấp độ phân giải, số lượng cluster khởi tạo khác nhau. Từ các kết quả đạt được,trả lời câu hỏi “Tham số nào có vai trò quyết định trong kết quả phân đoạn?” và rút ra các kết luận. ¾ Cuối cùng, luận văn phân tích các hạn chế của giải thuật và đề nghị giải pháp khắc phục. Hạn chế này xuất phát từ đối tượng xử lý của giải thuật là ảnh tự nhiên, có đặc tính ngẫu nhiên. Do đó, để có được kết quả phân đoạn chính xác, chúng ta phải khởi tạo ngẫu nhiên một số lượng lớn các cluster ban đầu, thậm chí lớn hơn nhiều lần sovới số pixel của ảnh. Nhìn từ khía cạnh này, chúng ta thấy điều này chưa hợp lý. Ý tưởng đề nghị là dựa vào mối quan hệ giữa các pixel lân cận để tạo ra các cluster ban đầu. Nếu khoảng cách giữa các pixel lân cận trong không gian màu đồng nhất LUV nhỏ hơn mức ngưỡng cho phép thì chúngta nhóm các pixel này thành một cluster. Về khía cạnh tính toán, giải pháp đề nghị nàysẽ cải thiện tốc độ chạy chương trình. Hiện nay, phân tích đa phân giải đang thu hút sự nghiên cứu phát triển về mặt lý thuyết toán học phứctạp cũng như các ứng dụng phong phú, đa dạng của chúng. Trong xử lý ảnh, phântích đa phân giải là mộtgiải pháp đem lại nhiều triển vọng để giải quyếtcác bài toán đặt ra.