Zpracování obrazových dat v laboratorní diagnostice

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

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 grafickým editorem Gimp.

Požadavky:

Podmínkou zápočtu je účast na všech cvičení (maximálně 2 omluvené absence) a úspěšné vyřešení samostatné úlohy na konci semestru.

Osnova přednášek:

1.Zrakový orgán (Dynamický rozsah, Spektrální citlivost), Jasová citlivost oka, Kontrastní citlivost oka, Machův pásmový jev, Prostorová rozlišovací schopnost oka, Časová rozlišovací schopnost oka

2.Obecné schéma procesu zobrazení, Základní principy sběru obrazových dat, Vzorkování a kvantizace obrazů, Lineární systém, Filtrační (výběrová, resp. vzorkovací) vlastnost Diracova impulzu, Ideální lineární proces zobrazení,

3.Barevná hloubka, High color, True color, Barevný model RGB(A), CMY(K) ? subtraktivní model, Barevný model HSV a HLS, Chromatický diagram, Gamut, Půltónování a rozptylování, Histogram, Bodové, lokální a globální operace nad obrazy, Modifikace jasu a kontrastu, Globální a adaptivní prahování, Logaritmická transformace jasu, Gamma korekce, Ekvalizace histogramu (globální, lokální)

4.Konvoluce v diskrétní oblasti, Korelace vs. Konvoluce, Ostření Laplaciánem, Mediánová filtrace, Vyhlazovací filtry, Hrana, hranový bod, Původ hran v obraze, Kategorie hranových detektorů, Detektory založené na hledání maxim prvních derivací, Detektory založené hledání pruchodu druhých derivací nulou

5.Fourierova transformace (DFT jednoduchých obrazců), Filtrace ve frekvenční oblasti, Aliasing

6.Morfologické operace, Dilatace obrazu, Eroze obrazu, Binární otevření a uzavření, Transformace tref či miň, Vzdálenostní transformace, Watershed transformace (Marker-controlled watershed), Označení oblastí (Labeling)

7.Segmentace, geometrické transformace, základní principy komprese obrazových dat a ukazatelé kvality

Osnova cvičení:

1. Seznámení s grafickým editorem Gimp. Práce s vrstvami. Vlastnosti obrazu. Snímání obrazu. Základní operace s obrazem.

2. Histogram, roztažení a vyrovnání histogramu

3. Výpočet základních parametrů obrazu (střední jas, min. a max. jas, rozměr matice, počet úrovní šedé, typy šumu apod.)

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

5. 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 studia je seznámit studenty, jak se zpracovávají obrazy počítačem. Jednak vysvětlíme metody digitálního zpracování obrazu, kdy nemáme sémantickou znalost o obsahu obrazu. Dále budeme studovat postupy analýzy obrazu, segmentovat objekty od pozadí, transformovat a komprimovat obrazová data.

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.

3.Drastich, A.: Zobrazovací systémy v lékařství,Ediční středisko VUT Brno. 1990

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Bakalářský studijní obor Zdravotní laborant (povinný předmět)