Computer vision - Image processing - Walk around part

I. Visual perception

1. The human visual system (HVS)

   • HVS bao gồm 2 thành phần chính:

   • Mắt (có nhiệm vụ nhận ra cảm biến)

   • Não (bộ xử lý)

   • Cả 2 bộ phận trên đều được kêt nối bởi dây thần kinh thị giác.

     

2. Hình ảnh được người xem biến thành thông tin như thế nào?

   • Image data biểu diễn số liệu vật lý, sắc màu và độ sáng.

   • Sắc màu: Chất lượng màu của ánh sáng được sáng định bởi chính bước sóng của nó.

   • Độ sáng: xác định bởi lượng ánh sáng

     

   • Rods

     • Biểu diễn cường độ sáng
     • Biểu diễn tầm nhìn cơ bản vào ban đêm và chu vi tầm nhìn

   • Cones

     • Tập trung trong võng mạc tại một nơi được gọi là fovea.
     • Phát hiện màu một cách chi tiết và rõ ràng.
     • Có ba loại nhận biết được sự khác nhau của quang phổ ánh sáng.

   • Một thí nghiệm của Newton cho ánh sáng qua lăng kính năm 1966

     

   • Dải màu của quang phổ điện từ thu được như sau:

     

   • Sự hấp thụ ánh sách trong võng mạc của con người:

     

   • 3 biến cho sự cảm nhận hình ảnh màu sắc:
     • Hue (màu sắc)
     • Saturation (độ bão hòa)
     • Lightness (độ sáng)
   • Contrast (độ tương phản)

   • Khoảng cách từ vùng tối nhất đến vùng sáng nhất của ảnh: $ contrast = \frac{(Imax - Imin)}{(Imax + Imin)} $ Imax, Imin tương ứng với cường độ sáng lớn, bé nhất của 1 vùng của ảnh.

     

II. Image Formation

• Nguồn sáng (λ: bước sóng)

  • E(x,y,z,λ): ánh sáng tới tại điểm (x,y,z)

• Mỗi điểm tại 1 ngữ cảnh đều có 1 hàm phản xạ:

  • r(x,y,z,λ): hàm phản xạ

• Ánh sáng phản xạ từ một điểm và ánh sáng phản xạ được chụp bởi một thiết bị hình ảnh:

  • C(x,y,z,λ)=E(x,y,z,λ)*r(x,y,z,λ)

• Ánh sáng nhìn thấy được là một dạng của bức xạ điện từ, với bước sóng trong khoảng 350nm đến 750nm

  

• Có 2 loại nguồn sáng:

  • Ánh sáng nguyên thủy

    

  • Ánh sáng thứ

    

III. Image Representation

IV. Grayscale Images

• Cường độ sáng trong khoảng 0 ~ 255

• Ma trận biểu diễn ảnh là ma trận 2 chiều

  

• Binary vs. Grayscale Images

• Ảnh nhị phân chỉ sử dụng 2 giá trị tại mỗi điểm ảnh (0 hoặc 1)

• Ảnh xám sử dụng 256 (=2^8) mức xám (0 đến 255)

  

V. Color Images

• Các hệ thống xử lý ảnh khác nhau sử dụng mô hình màu khác nhau cho các lý do khác nhau.
• Nhận thức của con người về màu sắc là một chức năng của phản ứng của ba loại cones.
• Hệ thống màu sắc được dựa trên 3 tham số
• Có các mô hình màu sắc như sau: RGB, CMY, HSI...
  • Trong đó RGB models là thông dụng nhất

VI. Summary Trên đây là những cái nhìn bao quát và những kiến thức sơ lược nhất để bắt đầu với công việc xử lý ảnh, bài tiếp theo chúng ta sẽ bắt đầu với ảnh xám, cách cân bằng mức xám của một bức ảnh xám. Cảm ơn mọi người đã đọc bài.