Strojové zpracování obrazu:  Obrazová fúze

Strojové zpracování obrazu: Obrazová fúze

Informatika / článek

V některých případech jsme postaveni před úlohu řešit problém rekonstrukce obrazu (např. při jeho poškození, zašumění, špatném nasvícení či zaostření). Pro tento účel se hodí technika zvaná obrazová fúze (angl. Image Fusion).

Tato metoda využívá integrace všech dostupných informací o dané scéně (obvykle různých pohledů na danou scénu, třeba zaostřených vždy na jinou část objektu) k vytvoření výsledného obrazu nejlepší možné kvality. Samozřejmě pojem „kvalita“ závisí na požadavcích konkrétní aplikace a může se lišit v různých úlohách. Pro vytvoření algoritmů pro obrazovou fúzi lze také využít nástrojů využívajících fuzzy transformaci.

Pro výchozí představu si původní obraz analyzovaného objektu rozložíme do N „přenosových“ kanálů nesoucích informace o stejném obrazu. Na každý tento kanál bude zřejmě působit jistá degradace a následně též náhodný šum. Získáme tak celkem N výsledných obrazů s různým stupněm degradace původního obrazu, jak je znázorněno na obrázku 1.

Obr. 1 Model degradace obrazu

Výsledný (rekonstruovaný) obraz získáme spojením (tedy fúzí) všech jednotlivých (dostupných) obrazů z jednotlivých zdrojů (kanálů). Budeme předpokládat, že každý pixel výsledného obrazu lze získat nezkreslený alespoň z jednoho zdroje (kanálu).

Při obrazové fúzi vycházíme z porovnání obrazů z jednotlivých zdrojů (kanálů) a identifikujeme zdroj (kanál), v němž je každý prvek obrazu (pixel) nezkreslený. Části poté spojíme do výsledného obrazu jako součet všech nezkreslených částí jednotlivých obrazů – viz obrázek 2. Jednotlivé příspěvky potom podrobíme ještě určité funkci Ai, která - zjednodušeně řečeno - z každého dílčího obrazu vybere „jen“ jeho nedegradované části.


Obr. 2 Model metody obrazové fúze

Z praktického hlediska má význam se zabývat metodami obrazové fúze s počtem vstupních obrazů N = 2N = 4. Větší počet obrazů je obvykle v praxi obtížně realizovatelný.

Na obrázku 3 je znázorněn příklad obrazové fúze zkoumaného objektu. Jde o dva různé snímky jednoho bižuterního kamenu, každý snímek byl pořízen s jiným zaostřením. Je patrné, že zkoumaný objekt má na hranách (obr. 3a) a na špičce (obr. 3b) patrné vady (zřejmě způsobené mechanickým poškozením). U tohoto příkladu provedeme jednoduché „sečtení“ dvou obrázků (samozřejmě s přepočtem jasových hodnot výsledných pixelů). Na obrázku 3c je potom uveden výsledek obrazové fúze vstupních obrazů obr. 3a a obr. 3b. Je vidět, že jsme tak do jednoho obrázku „dostali“ oba typy vad, které můžeme dále hodnotit a zpracovávat.

Obr. 3 Příklad obrazové fúze:
a) obraz zaostřený do kamene
b) obraz zaostřený na spodní špičku kamene
c) obrazová fúze obou obrazů

Problematika obrazové fúze patří dnes k významně se rozvíjejícím oblastem zpracování obrazu, která má velký potenciál. Velmi zajímavým směrem je například aplikování analýzy nazývané obrazová registrace (angl. Image Registration), která se by se zjednodušeně dala popsat jako hledání vhodné geometrické transformace pro vzájemné přizpůsobení obrazů k následné analýze jejich obsahu po obrazové fúzi.


Mohlo by vás zajímat:

Některé zajímavé metody strojového zpracování obrazu: Fuzzy logika
Některé zajímavé metody strojového zpracování obrazu: Fuzzy logika v praxi

Tento článek jsme automaticky naimportovali z předchozího redakčního systému. Pokud se v něm něco pokazilo, dejte nám prosím vědět.