Đề tài Xử lý hiệu ứng mặt đỏ trong ảnh số

Nhóm 13 Xử lý hiệu ứng mắt đỏ trong ảnh số Các thành viên nhóm: Nguyễn Thanh Phong 0611156 Đinh Phương Thảo 0611205 Nguyễn Thị Trang 0511234 Lê Thị Bích Trâm 0511250 Đặt vấn đề: Theo xu hướng phát triển của công nghệ thì giá cả các thiết bị công nghệ cao càng ngày càng giảm. Rào cản về kinh tế đã không còn như lúc trước. Chẳng hạn như một chiếc máy ảnh kỹ thuật số, đã không còn là một món hàng xa xỉ như trước đây. Chiếc máy ảnh kỹ thuật số là vật không thể thiếu đối với bạn trẻ năng động. Nó dùng để lưu giữ những kỷ niệm của chúng ta. Chúng ngày càng dễ sử dụng, chỉ cần một nút bấm là ta đã có một tấm ảnh ưng ý. Tuy nhiên, vẫn có một số lỗi khi chụp ảnh bằng máy ảnh kỹ thuật số. Hiện tượng mắt đỏ là một trong số những lỗi thường gặp nhất. Hiện tượng mắt đỏ hay còn gọi là hiệu ứng mắt đỏ. Nó làm cho đồng tử của mắt người trong ảnh chụp chuyển sang màu đỏ sau khi chụp ảnh. Đây là hình ảnh minh hoạ: Nguyên nhân gây ra hiện tượng trên là do, khi chụp ảnh trong điều kiện thiếu ánh sáng, người chụp ảnh thường sử dụng đèn flash để tăng cường ánh sáng. Khi đó đồng tử của mắt người được chụp phản chiếu lại ánh sáng của đèn flash. Để khắc phục hiện tượng này, bạn có thể có nhiều cách để tránh cho ánh sáng của đèn chiếu thẳng vào mắt người được chụp. Tuy nhiên, khi không còn cơ hội chụp lại, bạn có thể dùng phương pháp sẽ được trình bày sau đây để sửa lại những ảnh bị lỗi vừa nêu thật nhanh chóng. Giải quyết vấn đề: Phương pháp xử lý hiệu ứng mắt đỏ của chúng ta sẽ nhận một ảnh bị mắt đỏ vào, sau khi qua nhiều phép biển đổi sẽ cho ra tấm ảnh không còn mắt đỏ. Tức là màu của đồng tử sẽ trờ lại màu đen nguyên thuỷ. Mặc dù quá trình trải qua nhiều phép biển đổi, nhưng ta có thể tóm gọn thành 2 bước chính: Bước 1: Nhận biết đâu là vùng có chứa mắt đỏ Bước 2: Biến đổi màu của vùng bị mắt đỏ được xác định trong bước 1 Lưu ý: Ảnh đưa vào là ảnh chân dung mặt người chứ không phải là ảnh toàn thân. Chúng ta sẽ đi sâu phân tích 2 bước tiến hành đã nêu ở trên. Nhận biết vùng mắt đỏ Tiến hành khảo sát 1 ảnh bị mắt đỏ. Ta xem xét ảnh đó trên các không gian màu RGB, HSV, YIQ, YCbCr. Vùng có mắt đỏ trên mỗi không gian màu sẽ có những đặc điểm nổi bật riêng biệt. Ví dụ : Trong không gian màu RGB: ta dựa vào cả 3 lớp màu R, G , và B. Màu đỏ sẽ ứng với một ngưỡng nào đó. Với ngưỡng đó ta sẽ tạo được 1 ảnh nhị phân có kích thước bằng với ảnh gốc. Trong ảnh nhị phân đó, các pixel màu đỏ sẽ được thể hiện bằng màu đen. Còn các pixel không phải là màu đỏ sẽ được thể hiện bằng màu trắng. Đây là ảnh gốc. Và đây là ảnh nhị phân tương ứng. Trong không gian màu HSV: Lớp H Lớp S Ta thấy trên lớp H và lớp S, vùng có mắt đỏ sáng hơn hẳn so với các vùng khác. Chọn một ngưỡng nào đó để trích các pixel nổi bật trong 2 lớp này. Còn lớp V thì không có gì nổi bật ở vùng bị mắt đỏ so với các vùng khác. Tương tự như trong không gian màu RGB, ta cũng tạo 1 ảnh nhị phân để đánh dấu vị trí các pixel sáng nổi bật trong 2 lớp H và S. Lớp V Ảnh nhị phân Trong không gian màu YIQ: Lớp Y Lớp I Ta thấy trên lớp I và lớp Q, vùng có mắt đỏ sáng hơn hẳn so với các vùng khác. . Chọn một ngưỡng nào đó để trích các pixel nổi bật trong 2 lớp này. Còn lớp Y thì không có gì nổi bật ở vùng bị mắt đỏ so với các vùng khác. Tương tự như trong không gian màu RGB, ta cũng tạo 1 ảnh nhị phân để đánh dấu vị trí các pixel sáng nổi bật trong 2 lớp I và Q. Lớp Q Ảnh nhị phân Trong không gian màu YCbCr: Lớp Y Lớp Cb Ta thấy trên lớp Cr, vùng có mắt đỏ sáng hơn hẳn so với các vùng khác. Chọn một ngưỡng nào đó để trích các pixel nổi bật trong lớp này. Còn lớp Y và Cb thì không có gì nổi bật ở vùng bị mắt đỏ so với các vùng khác. Tương tự như trong không gian màu RGB, ta cũng tạo 1 ảnh nhị phân để đánh dấu vị trí các pixel sáng nổi bật trong lớp Cr. Lớp Cr Ảnh nhị phân Gộp các ảnh nhị trên các lớp khác nhau thành 1 ảnh nhị phân duy nhất. Bằng phép hội các mặt nạ với nhau. Ảnh nhị phân sau cùng chính sẽ thể hiện vùng có mắt đỏ cần tìm. Ảnh nhị phân sau cùng Biến đổi màu mắt Sau khi có được mặt nạ, tức là ta đã tách được vùng có mắt đỏ. Ta sẽ tiến hành đổi màu vùng bị mắt đỏ đó. Có rất nhiều kỹ thuật để biến đổi màu sắc khác nhau. Trong trường hợp cụ thể này, chúng ta cần biến đổi màu mắt đỏ của mắt thành màu đen như bình thường. Ta sẽ khảo sát một vài kỹ thuật sau đây. Kỹ thuật biến đổi cường độ trong không gian màu HSV: Kỹ thuật này sẽ tiến hành làm tăng cường độ sáng tại vùng bị mắt đỏ. Tức là làm tối đi vùng đó.Thực hiện bằng cách giảm giá trị trên lớp V. Cụ thể ở đây ta cho giá trị trên lớp V giảm đi 60%. Tuy nhiên tuỳ vào sắc độ đậm nhạt của màu đỏ mà ta có thể giảm nhiều hơn hay ít hơn 60%. Còn 2 lớp H và S thì ta giữ nguyên không thay đổi. Kỹ thuật biến đổi các lớp màu trong không gian RGB: Kỹ thuật này được tiến hành bằng cách giảm giá trị trên lớp màu R. Cụ thể ở đây ta cho giá trị trên lớp màu R giảm đi 60%. Tuy nhiên tuỳ vào sắc độ đậm nhạt của màu đỏ mà ta có thể giảm nhiều hơn hay ít hơn 60%. Còn 2 lớp G và B thì ta giữ nguyên không thay đổi. Cả 2 cách trên tuy hơi khác nhau, nhưng về cơ bản đều làm màu đỏ đậm hơn tới mức ta có cảm nhận như nó đã biến thành màu đen. Những hạn chế: Do nhiều nguyên nhân mà việc xử lý mắt đỏ không thể giải quyết một cách hoàn hảo. Cụ thể trong từng bước của 2 bước thực hiện ở phần (II), sẽ có những hạn chế riêng. Trong bước 1, việc xác định vùng bị mắt đỏ không phải lúc nào cũng hoàn hảo. Tức là ta có thể xác định nhầm vùng không phải mắt đỏ là vùng mắt đỏ. Chẳng hạn việc lấy ngưỡng để tách những pixel có màu đỏ trong không gian RGB. Do có nhiều sắc độ màu đỏ khác nhau, nên ta sẽ xác định ngưỡng để lấy được nhiều sắc độ màu đỏ. Từ đó các vùng có sắc độ đỏ nhạt và đậm, nhưng không phải vùng mắt đỏ, cũng bị xem là vùng mắt đỏ. Việc lấy ngưỡng cho các lớp trên các không gian HSV, YIQ, YCbCr cũng gặp những hạn chế tương tự. Trong bước 2, việc đổi màu cũng không hoàn hảo lắm. Do có nhiều sắc độ đỏ khác nhau nên việc biến đổi màu đỏ cũng phải khác nhau. Tuy nhiên thông thường mức độ đỏ của mắt, trong các ảnh bị mắt đỏ khác nhau không lớn lắm, nên ta có thể áp dụng một mức biến đổi cụ thể duy nhất cho tất cả các ảnh bị mắt đỏ. Do đó khi gặp một số trường hợp màu mắt đỏ quá đậm hay quá nhạt thì kỹ thuật đổi màu trong bước 2 chưa thể gọi là hoàn hảo. Kết luận: Kỹ thuật xử lý hiệu ứng mắt đỏ trên là kỹ thuật đơn giản, dễ thực hiện. Tuy vẫn còn một số hạn chế nhưng cũng xử lý được hầu hết các ảnh bị mắt đỏ.