Zpracování obrazových dat

Garant předmětu:

Zoltán Szabó

Přednášející:

Zoltán Szabó

Cvičící:

Pavla Suchánková

Předmět zajišťuje:

katedra biomedicínské informatiky

Anotace:

Spojitá reprezentace obrazů, lineární 2D systémy, 2D spektra, Diskrétní reprezentace obrazů, 2D diskrétní operátory, separabilní a konvoluční operátory, Základní charakteristiky obrazu: jas, kontrast, rozlišení, počet úrovní šedi, šum, převodní charakteristiky (LUT), histogram. Operace s histogramem. Diskrétní Fourierova transformace, diskrétní kosínová a sínová transformace, Zvýrazňování obrazů, edice a geometrické operace, Potlačování šumu a rušivých artefaktů v obrazech, Morfologické operace, eroze, dilatace, Restaurace obrazů, pseudoinverzní filtrace, mediánová filtrace, Segmentace obrazu, detekce hran, hranic a oblastí. Geometrické transformace. Základní principy komprese obrazových dat a ukazatelé kvality. Jako nezbytná součást cvičení bude i práce v prostředí Matlabu.

Požadavky:

Podmínkou zápočtu je účast na všech cvičení (maximálně 3 omluvené absence) a řešení samostatné úlohy na konci semestru je hodnocen klasifikovaným zápočtem.

Osnova přednášek:

1. Úvod - optika oka, Spektrální citlivost lidského oka, Jasová citlivost oka, Kontrastní citlivost oka, Prostorová rozlišovací schopnost oka, Časová rozlišovací schopnost oka , Obecné schéma procesu zobrazení

2. Půltónování a rozptylování, Histogram, Bodové operace, Modifikace jasu, Modifikace kontrastu, Logaritmická transformace jasu, Gamma korekce, prahování, Adaptivní prahování, Bit-Plane Slicing („krájení bitů“)

3. Ekvalizace histogramu, Barvy, High/True Color, Barevný model, RGB(A)

aditivní (součtový) model, CMY - subtraktivní model, Převod RGB na odstíny šedi, Model HSV, Model HLS, Chromatický diagram XYZ, (CIE), Gamut

4. Obecné schéma procesu zobrazení, Filtrační (výběrová, resp. vzorkovací)

vlastnost Diracova impulzu, Lineární zobrazovací systém, Konvoluce a korelace ve spojité a diskrétní oblasti

5. Hledání hran, Hrana, hranový bod, Kategorie hranových detektorů, Gradient obrazové funkce, Diskrétní aproximace derivace, Citlivost derivace na šum, konvoluční masky, Laplacián obrazové funkce, LoG operátor, DoG,

6.2D Fourierova transformace, Vzorkování spojitého signálu, Aliasing, Antialiasingový filtr, filtrace ve frekvenční oblasti

7. Komprese obrazů, Redundance a irelevance, RLE - kódování délkou běhu, Huffmanovo kódování, 2D DFT, JPEG, BOC vs. ROC

Osnova cvičení:

1.Specifika zpracování obrazové informace v Matlabu - Image Processing Toolbox, možnosti spolupráce HW s Matlabem při zpracování obrazu, přehled funkcí, základní operace s obrazem, volně šiřitelný výukový program MIPS

2.Výpočet základních parametrů obrazu (střední jas, min. a max. jas, rozměr matice, počet úrovní šedé, typy šumu, odstup signálu od šumu SNR, PSNR, střední kvadratická odchylka dvou obrazů apod.), obrazové formáty v Matlabu, experiment na vnímání jasu a kontrastu

3.Aritmetické a logické operace nad obrazem, převodní charakteristiky (LUT) - typy a implementace

4.Histogram, roztažení a vyrovnání histogramu

5.2D Fourierova transformace, 2D konvoluce (různé typy masek), filtrace (průměrování, mediánová apod.)

6.Segmentace a geometrické transformace

7.Komprese obrazových dat a výpočet vybraných ukazatelů kvality obrazu

Cíle studia:

Cílem předmětu je podat základní principy procesu snímání obrazu a přehled moderních technických prostředků pro tento účel, včetně specifických charakteristik mikroskopických zobrazovacích systémů. Tento cíl zahrnuje i problematiku digitalizace a základních metod zpracování obrazových dat (algoritmy - implementace a realizace).

Studijní materiály:

[1]Hlaváč, V., Sedláček, M.: Zpracování signálů a obrazů. Praha: Vydavatelství ČVUT, 2005.

[2]Sojka, E. Digitální zpracování a analýza obrazů. VŠB TU Ostrava, 2000.

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2022/2023:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po	místnost KL:B-435 Szabó Z. 10:00–11:50 SUDÝ TÝDEN (přednášková par. 1) Kladno FBMI Počítačová učebna
Út	místnost KL:B-520 Suchánková P. 08:00–09:50 SUDÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 1) Kladno FBMI Lab. umělé inteli. a bioinfor.
St
Čt
Pá

Rozvrh na letní semestr 2022/2023:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Bakalářský studijní obor Biomedicínský technik - prezenční (povinně volitelný předmět)