Tích chập trong xử lý ảnh OpenCV

Bài viết tiêu biểu

Trang web được xây dựng bởi

Tích chập và lọc ảnh

1. Tổng quan về lọc ảnh
Các thao tác biến đổi trên ảnh hay dò tìm đặc trưng của ảnh được thực hiện thông qua việc lọc ảnh, bản chất chính là việc thực hiện các phép tính nhân chập trên ảnh.

–X(m,n) là ma trận ban đầucủaảnhkíchthướcmxn

–H(k,l) là ma trận hạtnhâncủaphépnhânchập hay còngọilàmặtnạ

–Y(m,n) là ma trận đầuracủaphépnhânchậpgiữa X và H

Hàm tính nhân chập trong OpenCV

void cvFilter2D(const CvArr* src, CvArr* dst, const CvMat* kernel, CvPoint anchor=cvPoint(-1, -1)

• src: ảnh ban đầu, dst: ảnh sau khi nhân chập
• kernel: mặt nạ nhân chập
• anchor: điểm neo để đặt mặt nạ nhân chập

2. Lập trình lọc đường thẳng
Để lọc được các đường thẳng trong ảnh, chúng ta sử dụng các mặt nạ  nhân chập như sau (tùy thuộc vào việc chúng ta muốn lọc các đường thẳng nằm ngang, thẳng đứng hay đường chéo)

    //Đọc ảnh màu

    IplImage* img1 = cvLoadImage( "anh.jpeg" );

    //Chuyển sang ảnh đa mức xám

    IplImage *img2 = cvCreateImage( cvSize( img1->width, img1->height ), IPL_DEPTH_8U, 1 );

    cvCvtColor( img1, img2, CV_RGB2GRAY );

    //Tạo mặt nạ nhân chập (lọc đường thẳng nằm ngang)

    CvMat* kernel=cvCreateMat(3,3,CV_32FC1);

    cvSet2D( kernel, 0, 0, cvRealScalar(-1) );

    cvSet2D( kernel, 0, 1, cvRealScalar(-1) );

    cvSet2D( kernel, 0, 2, cvRealScalar(-1) );

    cvSet2D( kernel, 1, 0, cvRealScalar(2) );

    cvSet2D( kernel, 1, 1, cvRealScalar(2) );

    cvSet2D( kernel, 1, 2, cvRealScalar(2) );

    cvSet2D( kernel, 2, 0, cvRealScalar(-1) );

    cvSet2D( kernel, 2, 1, cvRealScalar(-1) );

    cvSet2D( kernel, 2, 2, cvRealScalar(-1) );
    //Thực hiện nhân chập

    IplImage *img3 = cvCreateImage( cvSize( img1->width, img1->height ), IPL_DEPTH_8U, 1 );

    cvFilter2D(img2,img3,kernel);

3. Lọc Gaussian
Lọc Gaussian là một kỹ thuật làm trơn ảnh rất phổ biến, bản chất của phép biến đổi này chính là việc thực hiện nhân chập ảnh ban đầu với một cửa sổ nhân chập xấp xỉ phân bố Gaussian (phân bố chuẩn). Trong OpenCV, chúng ta sử dụng hàm cvSmooth

void cvSmooth(const CvArr* src, CvArr* dst, int smoothtype=CV_GAUSSIAN, int param1=3, int param2=0, double param3=0, double param4=0)


• src: ảnh ban đầu, dst: kết quả
• smoothtype: kiểu làm trơn, mặc định là làm trơn bằng lọc Gaussian
• param1,param2,param3,param4: các tham số được sử dụng tùy vào bộ lọc

Code tham khảo

//Đọc ảnh đầu vào 

IplImage* img1 = cvLoadImage( imgPath );

//Lọc Gaussian với cửa sổ nhân chập kích thước 5x5

IplImage* img2 = cvCreateImage(cvGetSize(img1),IPL_DEPTH_8U,3);

cvSmooth( img1, img2, CV_GAUSSIAN, 5, 5 );

Cửa sổ nhân chập xấp xỉ phân bố Gaussian (kích thước 5x5)

Kết quả làm trơn ảnh khi sử dụng lọc Gaussian