بررسی تولید و پردازش تصویر دیجیتال و ارتباط آنها با جهان فیزیکی پیرامون ما

هنر و گرافیک
دانلود پایان نامه رشته گرافیک بررسی تولید و پردازش تصویر دیجیتال و ارتباط آنها با جهان فیزیکی پیرامون ما *قابل استفاده برای رشته های کامپیوتر و آی تی چکیده: پردازش تصویر رقمی یا پردازش تصویر دیجیتال بخشی از پردازش سیگنال دیجیتال است که می‌کوشد با بهره بردن از الگوریتم‌های کامپیوتری پردازش تصویر را بر تصاویر دیجیتال اعمال کند. در مقایسه با پردازش تصویر آنالوگ، روش‌های مبتنی بر پردازش تصویر دیجیتال دارای مزیت‌های متعددی هستند که از آن جمله می‌توان به توانایی استفاده از الگوریتم‌های متعدد و پیچیده و همچنین عدم افزودن نویز در حین پردازش اشاره کرد. پردازش تصویر دیجیتال دانش جدیدی است كه سابقه آن به پس از اختراع رایانه های دیجیتال باز می گردد . با این حال این علم نوپا در چند دهه اخیر از هر دو جنبه نظری و عملی پیشرفت های چشمگیری داشته است . سرعت این پیشرفت به اندازه ای بوده است كه هم اكنون و پس از این مدت نسبتاً كوتاه ، به راحتی می توان رد پای پردازش تصویر دیجیتال را در بسیاری از علوم و صنایع مشاهده نمود . علاقه به روش های پردازش تصویر دیجیتال از دو محدوده كاربردی اصلی نشات می گیرد كه آن محدوده ها عبارتند از : بهبود اطلاعات تصویری به منظور تعبیر انسانی و پردازش داده های صحنه برای ادراك ماشینی مستقل. در این پایان نامه به بررسی تولید و پردازش تصویر دیجیتال و ارتباط آنها با جهان فیزیکی پیرامون ما پرداخته ایم. کلمات کلیدی: ویژگیهای تصویر پردازش تصویر دیجیتال الگوریتم‌های کامپیوتری پردازش تصویر مقدمه: پردازش تصویر دیجیتال محدوده وسیعی از سخت افزار ، نرم افراز و مبانی نظری را در بر می گیرد . در این قسمت مراحل اساسی مورد نیاز برای اجرای یك پردازش روی تصویر را نام می بریم مرحله اول این فرایند ، تصویر برداری - یعنی به دست آوردن تصویر دیجیتال - است . انجام دادن چنین كاری نیازمند یك حسگر تصویر بردار و قابلیت دیجیتال سازی سیگنال خروجی حسگر می باشد . پس از اینكه تصویر دیجیتال به دست آمد ، مرحله بعدی پیش پردازش آن است . وظیفه اصلی پیش پردازش ، بهبود تصویر به روش هایی است كه امكان توفیق سایر پردازش ها را نیز افزایش دهد . پیش پردازش ، به طور معمول به روش هایی برای ارتقاء تمایز ، حذف نویز و جداسازی آن نواحی كه زمینه شان نشان دهنده احتمال وجود اطلاعات حرفی – عددی است ، می پردازد . مرحله بعدی به بخش بندی می پردازد . در تعریف وسیع ، بخش بندی فرایندی است كه تصویر ورودی را به قسمت ها یا اجزای تشكیل دهنده اش تقسیم می كند . به طور كلی بخش بندی یكی از مشكل ترین كارها در پردازش تصویر دیجیتال است . از طرفی یك شیوه قوی بخش بندی ، تا حد زیادی فرایند را به حل موفق مساله نزدیك می كند . از طرف دیگر الگوریتم های ضعیف یا خطا دار بخش بندی ، تقریباً همیشه باعث خرابی اتفاقی می شوند . خروجی مرحله بخش بندی معمولاً ، داده های پیكسلی خام است كه یا مرز یك ناحیه یا تمام نقاط درون آن ناحیه را تشكیل می دهند . در هر دو حالت باید داده ها را به شكل مناسب برای پردازش رایانه ای تبدیل نمود . اولین تصمیمی كه باید گرفته شود این است كه آیا داده ها باید به صورت مرز یا به صورت یك ناحیه كامل نمایش داده شود . نمایش مرزی وقتی مفید است كه مشخصات خارجی شكل نظیر گوشه ها یا خمیدگی ها مورد نظر باشد . نمایش ناحیه ای وقتی مفید است كه خواص درونی بخش های تصویر نظیر بافت یا استخوان بندی شكل مورد توجه باشد . در هر حال در بعضی كاربرد ها هر دو نمایش به كار می رود . انتخاب یك روش نمایش ، تنها قسمتی از راه تبدیل داده های خام به شكل مناسب برای پردازش بعدی رایانه ای است . توصیف ، كه انتخاب ویژگی نیز خوانده می شود ، به استخراج ویژگی هایی كه مقداری از اطلاعات كمی مورد نظر را به ما می دهند یا برای تشخیص گروهی از اشیاء از گروه دیگر ، اساسی هستنند ، می پردازد . مرحله آخر شامل تشخیص و تعبیر است . فهرست مطالب فصل1 مقدمه 1 فصل دو: تصاویر دیجیتال و ارتباط آنها با جهان فیزیکی پیرامون ما 4 2.1 مقدمه 4 2.2 تصاویر شدت 4 2.2.1 مفاهیم اصلی 5 2.2.2 اساس نورایی 6 2.2.3 رادیومتری پایه 10 2.2.4هندسهی تشکیل تصویر 13 2.3 بدست آوردن تصاویر دیجیتال 15 2.3.1 اصول اساسی 16 2.3.2 نمونه فضایی(سه بعدی) 18 2.3.3 نویز ایجاد شده و چگونگی ارزیابی آن 19 2.4پارامترهای دوربین 21 2.4.1 تعریف 21 2.4.2 پارامترهای خارجی 22 2.4.3 پارامترهای داخلی 23 2.4.4 مدلهای بازبینیشدهی دوربین 24 3-1-انواع ویژگیهای تصویر و استخراج آنها 27 3-1-1 طبقه بندی بافت 27 3-1-2 ماتریس Co-occurrence(ماتریس هم اتفاقی) 28 3-1-3 تبدیل Curvelet گسسته 29 3-1-4 Support Vector Machine 30 3-1-5 الگوریتم استخراج ویژگی 31 3-2 نویز زدایی از تصویر 33 3-2-1 پیش درآمد 33 3-2-2 فیلترهای موجود 33 3-2-2-1 فیلتر میانه 34 3-2-2-2 فیلتر قله-دره 34 3-2-2-3 فیلتر کمینه-بیشینهی تکراری 34 3-2-2-4 فیلتر قله-دره و کمینه-بیشینه 34 3-2-3 فیلترهای ترکیبی و تطبیقی-ترکیبی پیشنهادی 35 3-2-3-1 ترکیب فیلترهای قله-دره و میانه 35 3-2-3-2 ترکیب فیلترهای کمینه-بیشینه و میانه 35 3-2-3-3 کاهش تعداد علامتهای یکسان اختلافات در فیلتر کمینه-بیشینه 35 3-2-3-4 فیلتر تطبیقی تركیبی قله‐دره و كمینه‐بیشینه 35 3-2-3-5 فیلتر تطبیقی تركیبی قله‐دره و میانه 36 3-2-3-6 میانگین گیری 36 3-3 روشهای تشخیص اشیای سه بعدی 37 3-3-1 پیش درآمد 37 3-3-2 روشهای براساس ظاهر در تشخیص شیء 37 3-3-2-1 شیوههای تطبیق فضای ویژگی 38 3-3-2-2 شیوههای طرح زیرفضا 38 3-3-3 روش تبدیل ویژگیهای مستقل از تغییر مقیاس 41 3-4 کاربردهایی از بررسی و تشخیص ویژگی های تصویر 42 3-4-1 آنالیز بافت 42 3-4-2 کاربردهایی دیگر 42