Analýza a syntéza zobrazovacích systémů

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra biomedicínské techniky

Anotace:

2D lineární systémy (obecný zobrazovací systém, definice linearity, superpoziční integrál, delta funkce, impulzní odezva, prostorová invariantnost, konvoluce, zvětšení). 2D Fourierova transformace (integrální zápis, 2D DFT, vybrané vlastnosti 2D FT - zobrazení spekter, separabilita, translace, periodicita a sdružená symetrie, rotace, distributivnost, měřítko, průměrná hodnota, konvoluce, korelace). Fourierova transformace ve vyšších dimenzích. Frekvenční oblast. Základní principy 2D diskrétní kosinové transformace, Houghovy transformace a Radonovy transformace. Přenosová funkce systému. Matematická teorie optické přenosové funkce (OTF, MTF, PSF, LSF, ESF a jejich vzájemný vztah). Úloha MTF a OTF v optických a elektro-optických systémech zejména z hlediska kvality zobrazení. Metody měření OTF. Metody měření MTF obrazových senzorů. Přenosové charakteristiky elektrooptických soustav. Celková MTF obrazového systému. Lineární filtry včetně kaskády lineárních filtrů. Dekonvoluce. Inverzní filtry. Wienerův filtr. Princip dekonvoluce naslepo. Příklady použití (korekce rozmazání). Souvislost OTF a dekonvoluce (2D, 3D, 4D). Vzorkování. Vzorkovací teorém. Aliasing. Vliv apertury. Modelování a simulace obrazových snímačů. Modely obrazových snímačů založených na nerovnoměrném vzorkování. Možnosti experimentů s reálnými obrazovými systémy. Přehled a směry současného vývoje zobrazovacích systémů. Shrnutí základních poznatků předmětu.

Požadavky:

Osnova přednášek:

2D lineární systémy (obecný zobrazovací systém, definice linearity, superpoziční integrál, delta funkce, impulzní odezva, prostorová invariantnost, konvoluce, zvětšení). 2D Fourierova transformace (integrální zápis, 2D DFT, vybrané vlastnosti 2D FT - zobrazení spekter, separabilita, translace, periodicita a sdružená symetrie, rotace, distributivnost, měřítko, průměrná hodnota, konvoluce, korelace). Fourierova transformace ve vyšších dimenzích. Frekvenční oblast. Základní principy 2D diskrétní kosinové transformace, Houghovy transformace a Radonovy transformace. Přenosová funkce systému. Matematická teorie optické přenosové funkce (OTF, MTF, PSF, LSF, ESF a jejich vzájemný vztah). Úloha MTF a OTF v optických a elektro-optických systémech zejména z hlediska kvality zobrazení. Metody měření OTF. Metody měření MTF obrazových senzorů. Přenosové charakteristiky elektrooptických soustav. Celková MTF obrazového systému. Lineární filtry včetně kaskády lineárních filtrů. Dekonvoluce. Inverzní filtry. Wienerův filtr. Princip dekonvoluce naslepo. Příklady použití (korekce rozmazání). Souvislost OTF a dekonvoluce (2D, 3D, 4D). Vzorkování. Vzorkovací teorém. Aliasing. Vliv apertury. Modelování a simulace obrazových snímačů. Modely obrazových snímačů založených na nerovnoměrném vzorkování. Možnosti experimentů s reálnými obrazovými systémy. Přehled a směry současného vývoje zobrazovacích systémů. Shrnutí základních poznatků předmětu.

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Studijní materiály:

Základní (referenční):

[1] Hozman, J. Optimalizace vzorkovací struktury obrazového senzoru. [Doktorská práce (Ph.D.)]. Praha: ČVUT, Fakulta elektrotechnická, 2006. 144 s.

[2] Lee, T. C., Niederer, P. F. (eds.). Basic Engineering for Medics and Biologists - An ESEM Primer. Studies in Health Technology and Informatics. Vol. 152. 2010. Dostupné z: http://www.booksonline.iospress.nl/Content/View.aspx?piid=16352 . [citováno 25. května 2010].

[3] Webster, J. G. (ed.). Wiley Encyclopedia of Medical Devices and Instrumentation. 2000. Dostupné z brány EIZ ČVUT: https://dialog.cvut.cz/ . [citováno 25. května 2010].

[4] Hozman, J. - Roubík, K. Tomografické zobrazovací metody v lékařství - CT. Neznámý typ publikace: VID. 2003. Dostupné z: http://www.civ.cvut.cz/info/info.php?&did=603. [citováno 25. května 2010].

Poznámka:

Další informace:

Předmět lze absolvovat opakovaně

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: