Zpracování obrazových dat

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, rozliš?ení, 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 š?umu 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. Neuronové sítě. Jako nezbytná součást cvičení bude i práce v prostředí Matlabu.

Požadavky:

Studenti během semestru získávají body. Nárok na zápočet vzniká pokud počet absencí nepřekročí tři a při dosažení alespoň 50 % maximálního množství bodů. Body je možné získat za účast a aktivitu na cvičeních (7 bodů za každé cvičení), při počátečním testu znalostí (2. cvičení, 21 bodů), při závěrečném testu (14. týden, 21 bodů), za domácí úlohy (7 bodů za každou ze dvou domácích úloh), za mimořádnou aktivitu nad rámec maximálního počtu bodů.

Zkouška probíhá ústně (student odpovídá na 3 náhodně vybrané okruhy). Body získané na cvičení se do výsledné známky promítnou s váhou 0.3.

Osnova přednášek:

1.Přehled dostupných prostředků pro snímání obrazu, popis různých uspořádání pro snímání obrazu, mo?nosti počítačů, rozdělení videokamer (rozhraní), principielní schéma systému pro snímání, digitalizaci a zpracování obrazových dat, přehled snímacích obrazových prvků, formáty, principy, vlastnosti, systémy využívající CCD a CMOS snímací prvky

2.Specializované systémy - EBCCD, EM, PMT, II, ICCD, MCP, popis principů, charakteristiky, aplikace v biomedicínském in?enýrství (mikroskopie)

3.Digitalizace obrazu, počet kvantizačních hladin, princip tzv. „frame grabberu“ (digitalizačního zařízení obrazu), typy a vlastnosti, problém čtvercových pixelů. Demo na HW pro digitalizaci ve spolupráci s mikroskopem.

4.Základní uspořádání systému pro zpracování obrazových dat, obraz jako dvourozměrná matice dat, obraz jako 3D reliéf, geometrické a úrovňové rozlišení obrazu (rozměr matice a počet odstínů šedé), etapy zpracování obrazu, grafické obrazové formáty, typy operací a typy sousedství pixelů

5.Aritmetické a logické operace nad obrazem, převodní charakteristiky (LUT) - typy a implementace, histogram, souvislost vý?e uvedených operací s jasem a kontrastem obrazu, roztažení a vyrovnání histogramu

6.2D Fourierova transformace, 2D konvoluce, filtrace

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

Osnova cvičení:

1. Zpracování obrazu v MATLABu, vlastnosti obrazu

2. Test základních znalostí. Práce s histogramem obrazu

3. Zpracování binárních obrazů 1

4. Zpracování binárních obrazů 2

5. Šum v obraze a jeho filtrování

6. Segmentace obrazů 1

7. Segmentace obrazů 2

8. Registrace obrazů 1

9. Registrace obrazů 2

10. Zpracování medicínských obrazů 1

11. Zpracování medicínských obrazů 2

12. Využití hlubokých neuronových sítí ve zpracování obrazu 1

13. Využití hlubokých neuronových sítí ve zpracování obrazu 2

14. Zápočtový test

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:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Bakalářský studijní obor Biomedicínská informatika - prezenční (povinný předmět)