پردازش تصویر یکی از پرکاربردترین تکنولوژیهای به روز در دنیا است که به پردازش تصاویر آنالوگی و دیجیتالی دریافتی توسط دوربینهای معمولی و ابزارهای کاربردی مانند دوربین یا حسگر دیجیتالی و اسکنر نوری میپردازد و برای دیدن نتایج دقیق لازم است مراحل پردازش تصویر به خوبی اجرا شود.
همچنین امروزه پردازش تصویر در حوزههای مختلف پزشکی، صنعتی، ایمنی، شهری، فنی و علمی کاربرد ویژهای دارد. برای مثال چراغهای راهنمایی رانندگی در سطح شهر یا دوربینهای مداربستهای که در خانههای هوشمند وجود دارند، نمونهای از تجهیزات هوشمند هستند که به وسیله پردازش تصویر و بینایی ماشین در حال انجام عملیات میباشند.
اگر شما نیز به مفاهیم پردازش تصویر علاقهمند هستید؛ ما به شما خواندن مقاله ” پردازش تصویر چیست؟ تعریف، کاربردها و فواید“ را پیشنهاد میکنیم.
به طور کلی میتوان گفت پردازش تصویر روشی است که در آن یک تصویر را به عنوان ورودی دریافت و سپس پس از انجام مراحل پردازش تصویر، خروجی کار به صورت یکی از موارد زیر پیاده سازی میشود:
- نمایش و چاپ تصویر
- ویرایش تصویر: تغییر فضای رنگ، روشنایی و وضوح
- بهبود تصویر: روشهایی مانند افزایش تضاد یا استفاده از فیلتر محو کننده میتوانند سطح کیفیت دیداری تصاویر را در محیط چاپگر یا نمایشگر رایانه بالا ببرد و باعث اطمینان خاطر از نمایش درست آنها شود.
- کشف و تشخیص یک ویژگی خاص در تصویر
- فشرده سازی تصویر: به معنای کاهش حجم تصویر است.
پردازش تصویر روشی است که در آن یک تصویر را به عنوان ورودی دریافت و سپس پس از انجام مراحل پردازش تصویر، خروجی کار به صورت یکی از موارد زیر پیاده سازی میشود.
مراحل پردازش تصویر #
مرحله 1) دریافت تصویر به کمک اسکنرهای نوری یا دوربین و حسگرهای دیجیتالی
مرحله 2) افزایش کیفیت وبهبود تصویر
مرحله 3) بازیابی تصویر
مرحله 4) پردازش تصویر رنگی
مرحله 5) موجکها و پردازش چندوضوحی
مرحله 6) فشرده سازی تصویر
مرحله 7) پردازش مورفولوژیکی
مرحله 8) تقسیم بندی
مرحله 9) نمایش و توصیف
مرحله 10) شناسایی و خروجی پردازش تصویر
روند هریک از مراحل پردازش تصویر #
پردازش تصویر مراحل اساسی و بسیار مهمی دارد که در ادامه به بررسی هر یک از این مراحل پردازش تصویر میپردازیم.
دریافت تصویر به کمک اسکنرهای نوری یا دوربین و حسگرهای دیجیتالی
این پروسه نیازمند به یک حسگر قوی است که از ناحیه مورد نظر تصویربرداری کند و درنتیجه بتواند سیگنال خروجی را به صورت تصویر دیجیتال تغییر دهد.
در واقع ناحیه بندی یا تفکیک پیکسلها به نواحی مجزا در تصویر امری ضروری و مهم برای شروع فرایند پردازش تصویر است که بر حسب ویژگیهایی مانند شدت روشنایی، بافت یا رنگ یکسان انجام میشود. ناحیه بندی تصویر در بسیاری از موارد پردازشی مانند بینایی ماشین، تصاویر درمانی، فشرده سازی تصویر و شیء شناسی مورد استفاده قرار میگیرد و ضروری است.
افزایش کیفیت وبهبود تصویر
بعد از دریافت اطلاعات ورودی و تصویر اولیه، اقدامات لازم برای ارتقا و بهبود تصویر انجام میگیرد. به این صورت که در مرحله پیش پردازش تصویر کلیه مولفههای غیر ضروری مانند نویز و نواحی که احتمال وجود اطلاعات حرفی و عددی در آن است برای ارتقا حذف و جداسازی میشود.
بازیابی تصویر
برای بهبود ظاهر یک تصویر، لازم است از مدلهای ریاضی و تبدیلات هندسی مانند تغییر اندازه و چرخش تصویر استفاده شود.
پردازش تصویر رنگی
در این مرحله از تکنیکهای مدل سازی رنگ در یک حوزه دیجیتال استفاده میشود. اهمیت این مرحله به دلیل استفاده قابل توجه از تصاویر دیجیتال در اینترنت است.
موجکها و پردازش چندوضوحی
از موجک ها برای نمایش تصاویر در درجات مختلف وضوح استفاده می شود. تصاویر به موجک ها یا مناطق کوچکتر برای فشرده سازی داده ها و نمایش هرمی تقسیم می شوند.
فشرده سازی تصویر
در عملیات فشرده سازی بخشی از اطلاعات کنار گذاشته میشود؛ این کار باعث شده فرکانس و پهنای باند کاهش پیدا کند، از این رو ذخیره و انتقال دادهها سریع و آسانتر رخ میدهد. فشرده سازی تصویر از طریق 4 روش JPEJ، MPEG، MPEG2 و MPEG4 انجام میگیرد.
پردازش مورفولوژیکی
این پردازش برای دگرگونی و تبدیل تدریجی یک تصویر به تصویر دیگر بر اساس شکل آن استفاده میشود.
تقسیم بندی
در این مرحله از پردازش تصویر؛ اطلاعات ورودی (تصاویر) به قسمتهای تشکیل دهنده آن تجزیه میشود که انجام آن نیازمند دقت و یک روش قوی است که بتواند ما را به حل مساله نزدیک کند، در غیر این صورت الگوریتمهای ضعیف باعث وجود خرابی و خطا در قسمت بخشبندی میشود.
آنچه که به عنوان خروجی از این مرحله برای ما مهم است؛ دادههای پیکسلی خامی هستند که به صورت مرز یا یک ناحیه وجود دارند و باید این دادهها را به شکل مناسب چه به صورت مرزی و یا به صورت یک ناحیه کامل برای پردازش رایانهای آماده کرد.
نمایش مرزی مخصوص به زمانی است که مشخصات خارجی مانند لبهها و خمیدگیها شناسایی شده و هدف کار قرار میگیرند اما نمایش ناحیهای برای بیان خواص درونی قسمتهایی مانند استخوان بندی یا بافت به کار برده میشود.
برای جداسازی و شناسایی چارچوب اصلی تصویر؛ نیاز به روشهای تکنیکی و کاربردی است که یکی از مهمترین آنها فرایند تشخیص لبه است. به کمک این فرایند میتوانیم مرزهایی از اشیاء را که اساس تجزیه و تحلیل تصویر و بینایی ماشین هستند مشخص کنیم.
امروزه شیوههای مختلفی برای آشکارسازی لبه در یک تصویر وجود دارد؛ اما این روشها با مشکلاتی از قبیل ازبین رفتن دادههای تصویر اصلی و عدم شناسایی دقیق لبهها و زوایای گوناگون روبه رو هستند، پس برای انجام دقیق آن نیاز به روشی است که از صلاحیت کافی برخوردار و مورد تایید باشد.
توجه داشته باشید که گاهی برای پردازش تصویر نیاز به بکارگیری هر دو روش است.
برای جداسازی و شناسایی چارچوب اصلی تصویر؛ نیاز به روشهای تکنیکی و کاربردی است که یکی از مهمترین آنها فرایند تشخیص لبه است.
نمایش و توصیف
تجزیه و تحلیل و تقسیمبندی تصویر در مرحله قبل باعث میشود تا هر منطقه به شکلی مناسب برای برای پردازش رایانهای آماده شود. حال در این مرحله آن چیزی که مهم است فرایند شناسایی و تشخیص موفق اشیاء است. در این بخش، پردازش رایانه اطلاعات کمی مورد نظر را برای ما فراهم میکند که برای تشخیص اشیاء از یک دیگر استفاده میشود.
فرایند تشخیص اشیاء با دیدن یک تصویر صورت میگیرد و ممکن است تحلیلی بسیار ساده یا پیچیده را به دنبال داشته باشد. مواردی که میتوان در آن به تشخیص اشیاء اشاره کرد عبارت است از:
_تشخیص انواع اجسام طبیعی و مصنوعی
_تشخیص چهره فرد
_تشخیص وضعیت اعضای بدن فرد
شناسایی و خروجی پردازش تصویر
پس از انجام تمامی مراحل بالا، آخرین مرحله خروجی پردازش است که به صورت تصویر یا گزارش از نتیجه تجزیه و تحلیل تصویر حاصل میشود.
این مرحله شامل 2 فرایند مهم به نام تشخیص و تعبیر است.
فرایند تشخیص بر اساس اطلاعاتی که از توصیفگرها حاصل میشود؛ یک برچسب را به یک شئ نسبت میدهد و تعبیر، فرایند انتساب معنا به یک مجموعه از اشیاء تشخیص داده میشود.
منابع #
اگر به اطلاعات بیشتری درباره پردازش تصویر نیاز دارید؛ شما می توانید با خواندن این مقاله تخصصی اطلاعات مفیدی را بدست آورید.
https://www.ques10.com/p/33595/what-is-image-processing-explain-fundamental-steps/