Analiza obrazu komputerowego wyk ad 1
Download
1 / 31

Analiza obrazu komputerowego wyk?ad 1 - PowerPoint PPT Presentation


  • 145 Views
  • Uploaded on

Analiza obrazu komputerowego wykład 1. Marek Jan Kasprowicz Uniwersytet Rolniczy 2009. Marek Jan Kasprowicz – Analiza obrazu komputerowego – 2009 r. Plan wykładu. Wprowadzenie – pojęcie obrazu cyfrowego i analogowego Geometryczne przekształcenia obrazu Przekształcenia punktowe

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Analiza obrazu komputerowego wyk?ad 1' - giuseppe-bishop


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
Analiza obrazu komputerowego wyk ad 1

Analiza obrazu komputerowegowykład 1

Marek Jan Kasprowicz

Uniwersytet Rolniczy 2009

Marek Jan Kasprowicz – Analiza obrazu komputerowego – 2009 r.


Plan wyk adu
Plan wykładu

  • Wprowadzenie – pojęcie obrazu cyfrowego i analogowego

  • Geometryczne przekształcenia obrazu

  • Przekształcenia punktowe

  • Kontekstowa filtracja obrazu – filtry liniowe i nieliniowe

  • Transformacje Fouriera

  • Przekształcenia morfologiczne

  • Analiza obrazu

Marek Jan Kasprowicz – Analiza obrazu komputerowego – 2009 r.


Literatura i programy komputerowe
Literatura i programy komputerowe

Komputerowa analiza i przetwarzanie obrazu

R. Tadeusiewicz, P. Korohoda, 1997 r.

(niektóre przykłady pokazane w trakcie wykładu będą pochodzić z powyższej książki)

http://winntbg.bg.agh.edu.pl/skrypty2/0098/

Image Tool http://ddsdx.uthscsa.edu/dig/itdesc.html

Imlab http://imlab.sourceforge.net/download.html

ImageJ http://rsb.info.nih.gov/ij/

Origin 8.0 – program komercyjny

Photoshop CS2 – program komercyjny

Motic 2.0 – program komercyjny

Marek Jan Kasprowicz – Analiza obrazu komputerowego – 2009 r.


Przyk adowe zastosowania analizy obrazu

Przykładowe zastosowania analizy obrazu

Marek Jan Kasprowicz – Analiza obrazu komputerowego – 2009 r.


Analiza obrazu komputerowego wyk ad 1

Zastosowanie: obrazy satelitarne, meteorologia

Marek Jan Kasprowicz – Analiza obrazu komputerowego – 2009 r.


Analiza obrazu komputerowego wyk ad 1

Zastosowanie: medycyna

tomografia

komputerowa

mikroskopia

Obrazy 3D

Marek Jan Kasprowicz – Analiza obrazu komputerowego – 2009 r.


Analiza obrazu komputerowego wyk ad 1

Zastosowanie: kryminalistyka

analiza pisma

porównywanie portretów pamięciowych

porównywanie linii papilarnych

http://www.warminsko-mazurska.policja.gov.pl/lk/index.php?id_category=570

Marek Jan Kasprowicz – Analiza obrazu komputerowego – 2009 r.


Analiza obrazu komputerowego wyk ad 1

Zastosowanie: astronomia

http://www.aik.magazyn.pl/

Marek Jan Kasprowicz – Analiza obrazu komputerowego – 2009 r.


Podstawowe poj cia

Podstawowe pojęcia

Marek Jan Kasprowicz – Analiza obrazu komputerowego – 2009 r.


Analiza obrazu komputerowego wyk ad 1

Przebieg procesu widzenia

  • Recepcja (akwizycja obrazu)

  • Przetwarzanie obrazu (filtracja wstępna, eliminacja zakłóceń, kompresja obrazu, eksponowanie ważnych cech, itp.)

  • Analiza obrazu (wydobycie cech opisujących obraz)

  • Rozpoznanie obrazu i jego interpretacja

Marek Jan Kasprowicz – Analiza obrazu komputerowego – 2009 r.


Analiza obrazu komputerowego wyk ad 1

Schemat naturalnego przetwarzania obrazu

Marek Jan Kasprowicz – Analiza obrazu komputerowego – 2009 r.


Analiza obrazu komputerowego wyk ad 1

Schemat automatycznego widzenia

Marek Jan Kasprowicz – Analiza obrazu komputerowego – 2009 r.


Analiza obrazu komputerowego wyk ad 1

sygnał analogowy - sygnał, który może przyjmować dowolną wartość z ciągłego przedziału nieskończonego lub ograniczonego zakresem zmienności). Jego wartości mogą zostać określone w każdej chwili czasu dzięki funkcji matematycznej opisującej dany sygnał. Przeciwieństwem sygnału analogowego jest sygnał skwantowany

sygnał cyfrowy - to sygnał, którego dziedzina i zbiór wartości są dyskretne. Jego odpowiednikiem o ciągłej dziedzinie i ciągłym zbiorze wartości jest sygnał analogowy. Znaczenie tego terminu może odnosić się do:

- wielkości fizycznej, która z natury jest dyskretna (np. liczba błysków lampy w ciągu godziny)

- wielkości pierwotnie ciągłej i analogowej, która została spróbkowana i skwantowana (np. sygnał na wyjściu komparatora napięcia kontrolującego pewien proces w określonych chwilach)

- każdej reprezentacji jednego z powyższych, w tym (najczęściej) w postaci ciągu liczb zapisanych w pamięci maszyny cyfrowej (np. plik komputerowy typu WAV).

Marek Jan Kasprowicz – Analiza obrazu komputerowego – 2009 r.


Analiza obrazu komputerowego wyk ad 1

Obraz – rzut przestrzeni trójwymiarowej na fragment płaszczyzny (2D)

obraz cyfrowy

obraz analogowy

Marek Jan Kasprowicz – Analiza obrazu komputerowego – 2009 r.


Analiza obrazu komputerowego wyk ad 1

Dyskretyzacja obrazu: płaszczyzny (2D)

  • ograniczenie zdolności rozpoznawania szczegółów

  • ograniczenie ilości możliwych do rozróżnienia stanów elementu (kolorów)

  • analizowanie obrazu płaskiego zamiast przestrzennego

  • analizowanie obrazu statycznego zamiast dynamicznego

Marek Jan Kasprowicz – Analiza obrazu komputerowego – 2009 r.


Analiza obrazu komputerowego wyk ad 1

Rozmieszczenie cyfrowych elementów obrazów płaszczyzny (2D)

Siatka heksagonalna

siatka kwadratowa

Marek Jan Kasprowicz – Analiza obrazu komputerowego – 2009 r.



Analiza obrazu komputerowego wyk ad 1

Rozdzielczość obrazu – 2009 r. jeden z parametrów trybu wyświetlania, parametr określający liczbę pikseli obrazu wyświetlanych na ekranie w bieżącym trybie pracy monitora komputerowego, telewizora a także każdego innego wyświetlacza, którego obraz budowany jest z pikseli. Rozdzielczość wyraża się w postaci liczby pikseli w poziomie i w pionie.

Pojęcie rozdzielczości używa się także w znaczeniu ilości pikseli na cal. Wyrażana jest wtedy w jednostka ppi – pixels per inch (monitory) lub dpi – dots per inch (drukarki)

Marek Jan Kasprowicz – Analiza obrazu komputerowego – 2009 r.


Analiza obrazu komputerowego wyk ad 1

Obraz jako funkcja 2009 r.

Marek Jan Kasprowicz – Analiza obrazu komputerowego – 2009 r.



Analiza obrazu komputerowego wyk ad 1

256x256 2009 r.

128x128

64x64

32x32

16x16

8x8

Marek Jan Kasprowicz – Analiza obrazu komputerowego – 2009 r.


Analiza obrazu komputerowego wyk ad 1

pomniejszony z 256x256 do 32x32 i z powrotem powiększony 2009 r.

NN

BC

powiększony z 256x256 do 4096x4096 i z powrotem pomniejszony

NN

BC


Analiza obrazu komputerowego wyk ad 1

Interpolacja metodą "najbliższego sąsiada", 2009 r. ang. nearest neighbor - przy powiększaniu odbywa się wierne kopiowanie najbliższego piksela. W przypadku skalowania innego niż o wielokrotność 100% jest to statystyczne kopiowanie niektórych pikseli. Przy pomniejszaniu jest to mechaniczne pomijanie niektórych pikseli. Metoda najprostsza i wymagająca od komputera najmniejszej mocy obliczeniowej. Jest to interpolacja rzadko stosowana, ponieważ w przypadku dużych powiększeń wyraźnie widać grupy identycznych pikseli, a granice pomiędzy pikselami są wyraźne, ostre, nie rozmyte. Metoda dobra przy obrabianiu zrzutów z ekranu monitora, np. okien dialogowych, przycisków. Można jej także użyć do najbardziej kontrastowych obrazów, oraz obrazów o motywach wyraźnie ułożonych na siatce. Reguły nie ma. Decyzję należy podjąć drogą eksperymentu - wszystko zależy od oczekiwanych rezultatów. Jest to jedyna interpolacja nie powodująca rozmycia kształtów – owo rozmycie jest jednak najczęściej potrzebne dla zachowania naturalnego wyglądu obrazu.

Marek Jan Kasprowicz – Analiza obrazu komputerowego – 2009 r.


Analiza obrazu komputerowego wyk ad 1

Interpolacja liniowa 2009 r. szczególny przypadek interpolacji za pomocą funkcji liniowej. Jeśli x określa wartość z przedziału x0 < x < x1,a y0 = f(x0) i y1 = f(x1) tablicę wartości danej funkcji, oraz h = x1 − x0 odstęp pomiędzy argumentami, wówczas liniową interpolację wartości L(x) funkcji f otrzymujemy jako:

Interpolacja dwusześcienna - metoda, ta uwzględnia kolor od wszystkich ośmiu pikseli sąsiadujących z pikselem interpolowanym. Daje ona najlepsze rezultaty, łagodne krawędzie i przyjemny (naturalny) dla oka kolor i kształt obrazka po transformacji. Jest to domyślna opcja w większości programów graficznych.

Marek Jan Kasprowicz – Analiza obrazu komputerowego – 2009 r.


Analiza obrazu komputerowego wyk ad 1

obraz oryginalny 16x16 2009 r.

powiększony 32x32 BC

powiększony 32x32 NN

powiększony 32x32 BL


Analiza obrazu komputerowego wyk ad 1

obraz oryginalny 16x16 2009 r.

powiększony 24x24 BC

powiększony 24x24 NN

powiększony 24x24 BL


Analiza obrazu komputerowego wyk ad 1

pomniejszony 8x8 BC 2009 r.

obraz oryginalny 16x16

pomniejszony 8x8 BL

pomniejszony 8x8 NN


Analiza obrazu komputerowego wyk ad 1

Reprezentacja koloru 2009 r.

Każdy z elementów dyskretnej reprezentacji obrazu może przyjmować tylko jeden z pośród ograniczonej ilości stanów. Ilość ta popularnie zwana ilością kolorów, może być także w komputerowej reprezentacji obrazu interpretowana jako ilość bitów przeznaczonych na zapamiętanie stanu jednego elementu (bpp – bits per pixel).

Najpopularniejsze formaty

  • binarny – 1 bpp – 2 kolory

  • monochromatyczny – 8 bpp – 256 stopni szarości

  • kolorowy – 24 lub 32 bpp – 17 milionów odcieni kolorów

Marek Jan Kasprowicz – Analiza obrazu komputerowego – 2009 r.


Analiza obrazu komputerowego wyk ad 1

kolorowy 2009 r.

monochromatyczny

binarny

Marek Jan Kasprowicz – Analiza obrazu komputerowego – 2009 r.



Analiza obrazu komputerowego wyk ad 1

Kolorowy 2009 r.

16

64

256

8

4

2

Marek Jan Kasprowicz – Analiza obrazu komputerowego – 2009 r.