Digitális képfeldolgozás (Tehetséggondozó program)

Kató Zoltán
[ Előadásjegyzet | Gyakorlat | Tematika | Követelmények]

Hírek

• Első előadás: február 10.

Előadásjegyzet

 

Téma (pdf jegyzet)	Linkek
Bevezetés
Képalkotás
Pont operációk
Szűrés képtérben
Szűrés frekvenciatérben
Geometriai transzformációk
Éldetektálás
Sarokpontok detektálása
Pontmegfeleltetések
Szegmentálás
Alakzatok és minták detektálása
Alakzatleírók
Képtömörítés

Ajánlott irodalom

• Richard Szeliski: Computer vision. Algorithms and Applications. Springer 2011.
• Czúni László, Tanács Attila: Képi információ mérése, Typotex Kiadó, 2011. Jegyzet letöltése PDF formátumban
• R.C. Gonzales, R.E. Woods: Digital Image Processing, 3rd edition, Prentice-Hall, Inc., 2008
• M. Sonka, V. Hlavac, R. Boyle: Image Processing, Analysis, and Machine Vision, 3rd edition, Thomson Learning, 2007

Tematika

1. Bevezetés
   • digitális képek
   • a képfeldolgozás és társterületei
   • a digitális képek osztályozása dimenzió és a képalkotás során használt fizikai tulajdonságok szerint
   • TG: Projektív kamera képalkotása (geometriai leképezés, zaj, bemozdulás)
   • képfüggvények és tulajdonságaik
2. Képalkotás
   • képfajták (bináris, többszintű, színes, palettás)
   • mintavételezési módok (uniform, adaptív), szabályos mozaikok, dualitás
   • változó mintavételezési frekvenciák (mintavételezési hiba, moire-minták)
   • időbeli mintavételezési hiba (temporal aliasing)
   • kvantálás (uniform, nem uniform), half-tone képek
   • kvantálási hiba csökkentése (dithering)
   • TG: Geometriai transzformációk és újra-mintavételezés
3. Pontoperációk
   • aritmetikai műveletek
   • logaritmikus transzformáció, Gamma-korrekció
   • kontraszt széthúzás
   • küszöbölések, bitsíkok kiemelése, álszínezés
4. Hisztogram és transzformációi (képtranszformációk)
   • hisztogram
   • hisztogram széthúzás
   • hisztogram kiegyenlítés
   • hisztogram specifikáció
5. Simítás/szűrés képtérben
   • zaj
   • átlag szűrés és tulajdonságai
   • szűrés súlyozott átlaggal, Gauss szűrő
   • medián szűrés
   • max-min szűrők (erózió, dilatáció, nyitás, zárás, morfológiai szűrő)
   • TG: kép élesítés
6. Konvolúció
   • analóg 1D, 2D
   • diszkrét 1D, 2D
   • tulajdonságai
   • korreláció
   • konvolúciós, korrelációs tétel
   • Dirac-, fésűs-, doboz-, sinc-függvény
   • átfedés, álcázás
   • Whitakker-Shannon mintavételezési tétele
7. Szűrés frekvenciatérben
   • ideális aluláteresztő szűrő
   • ideális felüláteresztő szűrő
   • ideális sávszűrő
   • Butterworth szűrő, Gauss szűrő
   • Helyreállítás frekvenciatérben
8. Fourier transzformáció
   • folytonos 1D, 2D
   • diszkrét 1D, 2D
   • FFT, butterfly hálózat
   • Megjelenítése, tulajdonságai
9. Jellemzők detektálása (él, sarokpont)
   • első derivált, gradiens, magnitúdó, irány
   • diszkrét gradiens-operátorok
   • második derivált, Laplace transzformáció
   • Gauss simítás és Laplace transzformáltja
   • Marr-Hildreth éldetektor
   • skála-tér (képpiramis előállítása)
   • jellemzők szintézise
   • sarokdetektorok (Harris, TG: SIFT)
10. TG: Megfeleltetések
    • TG: célja, formalizálása
    • TG: SSD, NCC illeszkedési metrikák
    • TG: Robusztus megfeleltetés: RANSAC
11. Szegmentálás
    • célja, formális megadása, kritériumai
    • szegmentálás küszöböléssel
    • módszerek a küszöb meghatározására (p-ed résznél, adaptív, dinamikus lokális, átlag és szórás alapján, optimális)
    • TG: klaszterezés
    • TG: Mean shift
    • él-alapú szegmentálás
    • Canny-féle éldetektor, hiszterézis küszöbölés, nem-maximális élek elnyomása
    • él-kapcsolás, él-relaxáció
    • határkövetés bináris és többszintű képeken
    • régió-alapú szegmentálás
    • régió növelés, egyesítés, szétválasztás, egyesítés és szétválasztás
12. Alakzatok/minták detektálása
    • Hough trafó egyenes és kör detektálására
    • illesztésen alapuló szegmentálás, kereszt-korreláció, illesztési algoritmus, hierarchikus illesztés
13. Alakleírás
    • határ-alapú jellemzők: lánckód, normalizált lánckód, alakleíró szám, kerület és terület számítás lánckódból, kompaktság, cirkularitás, közelítés poligonnal, parametrikus kontúr, leírás egyváltozós függvényekkel, meredekség, görbület, energia, strukturális leírás, leírás generatív nyelvtannal és összefűzött primitívekkel
    • régió alapú jellemzők: befoglaló téglalap, rektangularitás, fő- és melléktengely, átmérő, excentricitás, főtengely szöge, konvex burok, konvex kiegészítés, konkávitási fa, particionált határ, vetület, törés költség, topológikus leírás, Euler-szám, összefüggőségi fa, váz, momentumok, invariáns momentumok
    • transzformáción alapuló leírás, Fourier reprezentáció
14. Képkódolás
    • információ, adat, redundancia, kódolási, képpontok közötti és pszichovizuális redundancia
    • fix- és változó hosszúságú kódok, veszteségmentes és veszteséges kódolás
    • entrópia, Shannon-féle kódolási tétel
    • Huffman kódolás
    • aritmetikai kódolás
    • LZW kódolás
    • delta kódolás
    • felbontás bitsíkokra, Gray kód
    • bináris képek kódolása (konstans terület, 4-fa, futamhossz, kontúr követés, CCITT)
    • veszteségmentes prediktív kódolás
    • veszteséges prediktív kódolás, delta moduláció
    • transzformáció kódolás
    • Walsh-Hadamard transzformáció, DCT
    • az együtthatók elhagyása, módosítása
    • JPEG
    • MPEG mozgóképek tömörítése (vázlatosan)

Követelmények

A kurzus teljesítésének feltételei. Last modified: Sun Feb 9 10:24:22 CET 2014