Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας

Εισαγωγή στις ψηφιακές εικόνες, πεδία εφαρμογής της επεξεργασίας εικόνας. Στοιχεία οπτικής αντίληψης, λήψη εικόνας, δειγματοληψία και κβαντισμός. Μετασχηματισμοί έντασης, επεξεργασία ιστογράμματος, χωρικό φιλτράρισμα, φίλτρα εξομάλυνσης και όξυνσης, μετασχηματισμοί έντασης με τεχνικές ασαφών συνόλων. Φιλτράρισμα στο πεδίο της συχνότητας, 2Δ δειγματοληψία και 2Δ μετασχηματισμός Fourier, 2Δ συνέλιξη, αναδίπλωση συχνοτήτων, 1Δ και 2Δ διδκριτός μετασχηματισμός Fourier (DFT), συνέλιξη και κυκλοτικοί πίνακες. Αποκατάσταση εικόνας, μοντέλα θορύβου, φίλτρο αντίστροφου και ψευδοαντίστροφου πίνακα υποβάθμισης, φίλτρο Wiener, φίλτρο εξομαλυμένων ελαχίστων τετραγώνων. Τομογραφική ανακατασκευή εικόνας, ο μετασχηματισμός Radon, το θεώρημα Fourier-τομής (κεντρικής τομής), ανακατασκευή από φιλτραρισμένες οπισθοπροβολές. Επεξεργασία έγχρωμης εικόνας, χρωματικά μοντέλα RGB, HIS, CMY, CMYK, εξομάλυνση και όξυνση έγχρωμης εικόνας, ανίχνευση έγχρωμων ακμών, ο θόρυβος στις έγχρωμες εικόνες, νόμοι του Grassman, διάγραμμα χρωματικότητας, αντίληψη και αναπαραγωγή χρώματος. Μορφολογική επεξεργασία εικόνας, συστολή και διαστολή, άνοιγμα και κλείσιμο, ο μετασχηματισμός hit-or-miss, βασικοί μορφολογικοί αλγόριθμοι, μορφολογική ανακατασκευή εικόνας, μορφολογία εικόνων επιπέδων του γκρι.

Στόχοι Μαθήματος

Το μάθημα έχει στόχο την εισαγωγή των φοιτητών στις ψηφιακές εικόνες και στις εφαρμογές τους. Αρχικά παρουσιάζεται η επέκταση γνωστών 1Δ εννοιών σε 2Δ (δειγματοληψία, συνέλιξη, μετασχηματισμός Fourier, DFT και κυκλική συνέλιξη) καθώς και η συνέλιξη ως φιλτράρισμα στο πεδίο του χώρου και της συχνότητας. Ο φοιτητής διδάσκεται την απαλοιφή του θοπρύβου από τις εικόνες καθώς και την έννοια του μετασχηματισμού Radon και της τομογραφικής ανακατασκευής εικόνας από φιλτραρισμένες οπισθοπροβολές. Σημαντικό βάρος δίνεται στους κυκλοτικούς πίνακες και στη χρήση τους στον υπολογισμό της συνέλιξης και στον υπολογισμό στο πεδίο της συχνότητας προηγμένων φίλτρων (φίλτρο κανονικοποιημένων ελαχίστων τετραγώνων, φίλτρο Wiener). Ο φοιτητής εισάγεται επίσης στους χώρους αναπαράστασης χρώματος και στην έννοια της αναπαραγωγής χρώματος από βασικές χρωματικές συνιστώσες. Τέλος, γίνεται μία περιγραφή του μετασχηματισμού κυματιδίων σε 1Δ και 2Δ. Δίνεται ιδιαίτερη βάση στοιν προγραμματισμό από τους φοιτητές αλγορίθμων που παρουσιάζονται στη θεωρία.

Προαπαιτούμενες Γνώσεις

• ΠΛΥ607 Σήματα και συστήματα (http://www.cs.uoi.gr)

Περιεχόμενα

• Εισαγωγή στις ψηφιακές εικόνες • Μετασχηματισμοί έντασης και χωρικό φιλτράρισμα • Φιλτράρισμα στο πεδίο της συχνότητας • Αποκατάσταση εικόνας • Τομογραφική ανακατασκευή εικόνας • Επεξεργασία έγχρωμης εικόνας • Μορφολογική επεξεργασία εικόνας • Κατάτμηση εικόνας