tailieunhanh - Bài giảng Xử lý ảnh - Chương 11: Thiết kế bộ lọc

Trong chương chương 9 và 10, chúng ta đã đặt nền móng cho việc phân tích và thiết kế các phép toán lọc tuyến tính. Trong chương này, chúng ta sẽ đề cập đến kỹ thuật đối với việc thiết kế các bộ lọc để thực hiện các mục đích đặc thù. Để trình bày sự hiểu biết rõ bên trong quá trình, đầu tiên chúng ta nghiên cứu hoạt động của một vài bộ lọc đơn giản, nhưng hữu ích trong miền thời gian và miền tần số. . | Bài giảng Xử lý ảnh - Chương 11: Thiết kế bộ lọc Ch­¬ng 11 THIẾT KẾ BỘ LỌC . GIỚI THIỆU Trong chương chương 9 và 10, chúng ta đã đặt nền móng cho việc phân tích và thiết kế các phép toán lọc tuyến tính. Trong chương này, chúng ta sẽ đề cập đến kỹ thuật đối với việc thiết kế các bộ lọc để thực hiện các mục đích đặc thù. Để trình bày sự hiểu biết rõ bên trong quá trình, đầu tiên chúng ta nghiên cứu hoạt động của một vài bộ lọc đơn giản, nhưng hữu ích trong miền thời gian và miền tần số. Phần sau của chương này, chúng ta sẽ tiếp cận vấn đề thiết kế các bộ lọc tối ưu dùng để cho việc thực hiện một công việc đặc biệt. Theo như chương 9 và chương 10, chúng ta đã thực hiện việc phân tích tín hiệu (thời gian) một chiều, cho các vấn đề toán học và đồ hoạ đơn giản. Tổng quát đối với trường hợp hai chiều là điều dễ hiểu. Như đã thảo luận về các bộ lọc đơn giản, chúng ta đã gắn bó với những phép nhân chập của hệ thống tuyến tính đã giới thiệu trong chương trước. (Xem lại hình 10-3) Tuy nhiên, tập các tên biến khác nhau được dùng trong việc thảo luận các bộ lọc tối ưu. Trong phần dưới đây, chúng ta sẽ xem xét một vài bộ lọc mà ta quan niệm là đơn giản để minh hoạ các đặc tính trong miền thời gian và miền tần số của các bộ lọc và các kết quả xử lý tín hiệu của chúng. . CÁC BỘ LỌC THÔNG THẤP (LOWPASS) Một tín hiệu hay một ảnh thường hay tập trung năng lượng ở vùng tần số thấp và trung bình của phổ biên độ của nó. Tại tần số cao, thông tin cần thiết thường bị nhiễu phá huỷ. Vì thế, bộ lọc làm giảm biên độ các thành phần tần số cao có thể làm giảm những ảnh hưởng có thể nhìn thấy của nhiễu. . Các bộ lọc thông thấp đơn giản Bộ lọc hộp. Cách đơn giản để làm giảm nhiễu tần số cao bằng cách lấy trung bình tại chỗ. Cách này được thực hiện bằng cách nhân chập tín hiệu với xung vuông, (x), như minh hoạ trong hình 9-16. Nó được gọi là bộ lọc trung bình-di chuyển (moving- average). Mức xám tại mỗi điểm ảnh được thay thế bằng .