Επεξεργασία Εικόνας (Εργαστήριο)

Πληροφορίες Μαθήματος

Εξάμηνο Μαθήματος:
7
Μέρος Μαθήματος:
Εργαστήριο
Κωδικός Μέρους Μαθήματος:
245704
Εβδομαδιαίες Ώρες Διδασκαλίας:
2
Μονάδες ECTS Μαθήματος:
4,5
Διαθέσιμο σε σπουδαστές ERASMUS:
Όχι
Προσωπικό Μαθήματος:


Σκοπός Μαθήματος

Ο σπουδαστής μαθαίνει να υλοποιεί στο Matlab τις βασικές τεχνικές χειρισμού των εικόνων και τις μεθόδους-αλγορίθμους με τη βοήθεια των οποίων γίνεται η επεξεργασία τους (βελτίωση ποιότητας, αποκατάσταση, συμπίεση, αναπαραγωγή).


Μαθησιακοί Στόχοι

Τα μαθησιακά αποτελέσματα του εργαστηριακού μέρους του μαθήματος είναι:

  • Αναγνώριση των συναρτήσεων του Matlab για τον χειρισμό εικόνων.
  • Εξήγηση των τρόπων εμπλουτισμού μιας εικόνας (αύξηση της αντίθεσης, αντιστροφή φωτεινότητας, τεμαχισμός, εξισορρόπηση ιστογράμματος).
  • Ανάλυση των μεθόδων αποκατάστασης εικόνων (απαλοιφή θορύβου, φίλτρα χώρου, προσαρμοζόμενα φίλτρα).
  • Υλοποίηση προγραμμάτων για την αξιολόγηση φίλτρων πρώτης και δεύτερης παραγώγου.
  • Υλοποίηση προγραμμάτων για τη δημιουργία τετραδικών δέντρων.
  • Περιγραφή των μετασχηματισμών Fourier και DCT και υλοποίηση προγραμμάτων με ανάλογες εφαρμογές.
  • Περιγραφή του τρόπου δειγματοληψίας και υλοποίηση αλγορίθμων κωδικοποίησης και συμπίεσης εικόνων.


Γενικές Ικανότητες

  • Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση των απαραίτητων εργαλείων και ειδικά: Ανάλυση, σχεδίαση και ανάπτυξη αλγορίθμων επεξεργασίας εικόνων και βίντεο.
  • Λήψη Αποφάσεων: Συνδυασμός τεχνικών για σύνθετα προβλήματα.
  • Αυτόνομη εργασία: Γνώση των εργαλείων ανάπτυξης.
  • Ομαδική εργασία: Ικανότητα διαλόγου και συνεργασίας για την ανάπτυξη σύνθετων αλγορίθμων.


Περιγραφή Μαθήματος

Το εργαστηριακό τμήμα περιλαμβάνει τις 13 ασκήσεις που ακολουθούν (13 δίωρα μαθήματα).

  • Εισαγωγικές έννοιες στο Matlab για εικόνες.
  • Τρόποι χειρισμού εικόνων με το Matlab (ανάγνωση και εγγραφή διαφόρων τύπων εικόνων).
  • Υλοποίηση αλγορίθμων βελτιστοποίησης εικόνων (αύξηση της αντίθεσης, αντιστροφή φωτεινότητας, τεμαχισμός φωτεινότητας, ιστόγραμμα).
  • Εξισορρόπηση ιστογράμματος.
  • Τετραδικά δέντρα.
  • Υλοποίηση αλγορίθμων αποκατάστασης εικόνων (τύποι φίλτρων, τύποι θορύβων, επέκταση εικόνων).
  • Φίλτρα αριθμητικού και γεωμετρικού μέσου, μεσαία φίλτρα, ελάχιστης ή μέγιστης τιμής.
  • Φίλτρα πρώτης και δεύτερης παραγώγου, προσαρμοζόμενα φίλτρα.
  • Μετασχηματισμοί Fourier και DCT. Εφαρμογές αυτών στις εικόνες.
  • Δειγματοληψία και τεχνικές κωδικοποίησης εικόνων.
  • Κωδικοποίηση Huffman και Αριθμητική Κωδικοποίηση.
  • Το πρότυπο συμπίεσης εικόνων JPEG.
  • Το πρότυπο συμπίεσης βίντεο MPEG.

Αξιολόγηση Σπουδαστών

Αξιολόγηση εργαστηριακού μέρους (40%)

  • Υποβολή Εργαστηριακών Ασκήσεων = 40%
  • Ατομική εξέταση στο τέλος εξαμήνου = 60%


Βιβλιογραφία

  • «Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας & Βίντεο», Ι. Ν. Έλληνας, Αθήνα, 2010
  • «Digital Image Processing using MATLAB»R. C. Gonzalez, R. E. Woods, S. L. Eddins, , Prentice Hall, 2004
  • «Digital Image Processing», R. C. Gonzalez, R. E. Woods, Prentice Hall, 2002
  • «Ψηφιακή Επεξεργασία και Ανάλυση Εικόνας», N. H. Παπαμάρκος, Δημοκρίτειο, Ξάνθη, 2001
  • A. Κ. Jain, «Fundamentals of Digital Image Processing», Prentice Hall, 1989