Xử lý hình ảnh là gì? Vai trò của việc xử lý hình ảnh

Nội dung

Hiện nay, rất nhiều công ty đã tìm cách để ứng dụng công nghệ xử lý hình ảnh trong hoạt động kinh doanh. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ về xử lý hình ảnh. Hãy cùng tìm hiểu về xử lý hình ảnh qua những chia sẻ dưới đây

1. Dữ liệu hình ảnh là gì?

Hình ảnh theo định nghĩa cơ bản được hiểu là một hàm hai chiều, F (x, y). Trong đó x, y chính là các tọa độ không gian, và biên độ của F tại bất kỳ cặp tọa độ nào được gọi là cường độ của hình ảnh tại điểm đó. Khi các giá trị x, y và biên độ của F là hữu hạn, thì gọi là hình ảnh số hóa (digital image). Một hình ảnh có thể được xác định bởi một mảng hai chiều, sắp xếp theo hàng và cột.

Dữ liệu ảnh hiện nay đang được xử dụng một cách phổ biến và tiện dụng

Hình ảnh số hóa bao gồm một số lượng hữu hạn các phần tử, mỗi phần tử có một giá trị cụ thể ở một vị trí cụ thể. Các phần tử này được gọi là phần tử hình ảnh (picture elements, image elements hay pixel, pixel là thuật ngữ thông dụng nhất).

Hình ảnh được biểu thị bằng kích thước (gồm chiều cao và chiều rộng) dựa trên số lượng pixel. Ví dụ: kích thước của hình ảnh là 500 x 400 (chiều rộng x chiều cao), thì tổng số pixel trong hình ảnh là 200000.

Xem thêm: Xử lý dữ liệu là gì? Vai trò của việc xử lý dữ liệu thời đại số

2. Xử lý dữ liệu hình ảnh là gì?

Xử lý dữ liệu hình ảnh là quá trình chuyển đổi một hình ảnh sang dạng kỹ thuật số, thực hiện các thao tác để nhận được một số thông tin hữu ích từ hình ảnh đó. Hệ thống xử lý hình ảnh thường các hình ảnh là tín hiệu 2D khi áp dụng một số phương pháp xử lý tín hiệu đã xác định.

Các loại xử lý hình ảnh:

- Nhận diện: Phân biệt, phát hiện các đối tượng trong hình ảnh

- Làm sắc nét, phục hồi: Tạo hình ảnh nâng cao từ ảnh gốc

- Nhận dạng mẫu: Đo các mẫu xung quanh các đối tượng trong hình ảnh

- Truy xuất: Duyệt và tìm kiếm hình ảnh từ một cơ sở dữ liệu gồm các hình ảnh kỹ thuật số tương tự như ảnh gốc.

Xử lý dữ liệu hình ảnh yêu cầu nhiều kỹ thuật AI thông minh

3. Vai trò của việc xử lý hình ảnh

Việc xử lý hình ảnh thường được sử dụng để chuyển đổi hình ảnh từ định dạng gốc thành dữ liệu có giá trị, hữu ích và dễ hiểu để ứng dụng phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau.

Phân tích, nhận dạng đối tượng: Bằng việc sử dụng xử lý hình ảnh, chúng ta có thể phân tích, nhận dạng đối tượng, định vị vị trí, đặc điểm trong hình ảnh. Kết quả của việc này được áp dụng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là xác minh, nhận dạng trong y học, giám sát an ninh, ô tô tự điều khiển, các quy trình chống gian lận, làm giả giấy tờ.

Lợi ích mà công nghệ xử lý hình ảnh mang lại

Nâng cao chất lượng hình ảnh: Xử lý dữ liệu hình ảnh cũng cho phép cải thiện chất lượng hình ảnh, điều chỉnh độ sáng, độ tương phản, màu sắc, loại bỏ nhiễu, v.v. Điều này có thể được sử dụng trong công nghệ thông tin, nhiếp ảnh, đồ họa, thiết kế, và nhiều lĩnh vực khác.

Trích xuất thông tin: Xử lý dữ liệu hình ảnh cung cấp khả năng trích xuất thông tin từ hình ảnh, như làm sạch dữ liệu từ hình ảnh, trích xuất vùng quan tâm, nhận dạng vùng đối tượng, v.v. Điều này có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn như công nghệ nhận dạng văn bản, phân tích dữ liệu từ tài liệu kỹ thuật, v.v.

Tạo ra dữ liệu đầu vào cho các thuật toán học máy: Dữ liệu hình ảnh có thể được xử lý để tạo ra dữ liệu đầu vào cho các thuật toán học máy, như học sâu (deep learning) và học máy kiến thức (knowledge-based machine learning). Điều này có thể được áp dụng trong rất nhiều lĩnh vực như xe tự hành, nhận dạng thị giác máy, truy vấn hình ảnh, v.v.

4. Các loại hình ảnh phổ biến hiện nay

Có rất nhiều loại hình ảnh, dưới đây là các loại phổ biến nhất:

- Ảnh nhị phân: Loại ảnh này chỉ có các pixel giá trị 0 hoặc 1. 0 quy định là màu đen và 1 quy định là màu trắng. Hình ảnh này được gọi là Đơn sắc.

- Ảnh đen - trắng

- Ảnh màu 8 bit là định dạng hình ảnh phổ biến nhất, có 256 sắc thái màu khác nhau và thường gọi là hình ảnh thang độ xám. Trong định dạng này, 0 chỉ màu đen, 255 chỉ màu trắng, 127 chỉ màu xám.

- Ảnh màu 16 bit là định dạng ảnh màu có 65.536 màu sắc khác nhau. Loại này còn được gọi là định dạng màu cao. Ở định dạng ảnh màu 16 bit, sự phân bố màu sắc không giống như hình ảnh Thang độ xám được chia thành 3 kênh màu Đỏ, Xanh lục và Xanh lam.

Những loại hình ảnh cần được xử lý hiện nay

5. Các bước xử lý hình ảnh

Quy trình xử lý hình ảnh diễn ra như sau:

- Thu thập ảnh là bước đầu tiên trong quá trình xử lý hình ảnh, còn được gọi là tiền xử lý. Thu thập ảnh liên quan đến việc lấy hình ảnh từ một nguồn, dựa trên phần cứng.

- Tăng cường hình ảnh là làm nổi bật các đặc điểm trong hình ảnh đã bị che khuất, bằng những cách thức như thay đổi độ sáng, độ tương phản, v.v.

- Phục hồi hình ảnh là quá trình cải thiện hình ảnh, sử dụng các mô hình toán học, xác suất nhất định.

- Xử lý hình ảnh màu bao gồm một số kỹ thuật tạo mô hình màu trong miền kỹ thuật số.

- Wavelets và xử lý đa phân giải sử dụng để biểu diễn hình ảnh ở nhiều mức độ phân giải.

- Nén là quá trình được sử dụng để giảm dung lượng lưu trữ, băng thông cần thiết để truyền tải hình ảnh.

- Xử lý hình thái liên quan đến các kỹ thuật trích xuất thành phần của ảnh nhằm biểu diễn và mô tả hình dạng.

- Phân đoạn là một trong những bước xử lý ảnh khó nhất, liên quan đến phân vùng một hình ảnh thành các phần hoặc đối tượng cấu thành.

- Trình bày và mô tả: Sau khi hình ảnh được phân đoạn thành các vùng, mỗi vùng đại diện và mô tả ở dạng phù hợp cho quá trình xử lý tiếp theo. Phần trình bày liên quan đến đặc điểm hình ảnh và thuộc tính vùng. Mô tả đề cập đến việc trích xuất thông tin định lượng giúp phân biệt lớp đối tượng này với lớp khác.

- Nhận dạng gán nhãn cho đối tượng dựa trên mô tả của nó.

Việc xử lý dữ liệu hình ảnh là một lĩnh vực quan trọng trong khoa học máy tính và trí tuệ nhân tạo, được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như y tế, địa chất, chế tạo, nông nghiệp, giải trí, an ninh, và nhiều ngành công nghiệp khác. Các ứng dụng của xử lý dữ liệu hình ảnh rất đa dạng và đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Mong rằng những thông tin mà Vega Fintech mang đến sẽ hữu ích với bạn. Chúc bạn thành công!

Xem nhanh: Mã hoá thông tin thành dữ liệu là quá trình gì? Cách thức diễn ra?