Đề cương môn học Xử lý ảnh

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:18

Thêm vào BST

Báo xấu

234
lượt xem 22
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề cương môn học Xử lý ảnh sau đây có nội dung giới thiệu về môn học, mục tiêu của môn học, tóm tắt nội dung chính của môn học nhằm giúp học viên nắm chắc lý thuyết cũng như các thông tin cần thiết của môn học.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề cương môn học Xử lý ảnh

ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC: Xử lý ảnh 1. Thông tin về giảng viên: Giảng viên thứ 1: - Họ và tên: Lưu Thị Bích Hương - Chức danh, học hàm, học vị: Giảng viên, P.tổ trưởng chuyên môn, Ths. - Thời gian, địa điểm làm việc: tổ khoa học máy tính - Địa chỉ liên hệ: Khoa Công nghệ thông tin – Trường ĐHSP Hà Nội 2 - Điện thoại: 0966 170 888, email: bichhuongsp2@yahoo.com Giảng viên thứ 2: - Họ và tên: Nguyễn Quang Thành - Chức danh, học hàm, học vị: Giảng viên - Thời gian, địa điểm làm việc: tổ Khoa học máy tính - Địa chỉ liên hệ: Khoa Công nghệ thông tin – Trường ĐHSP Hà Nội 2 - Điện thoại: 0982603292, email: thanhnguyennqt@gmail.com 2. Thông tin về môn học - Tên môn học: Xử lý ảnh - Mã môn học: TH409 - Số tín chỉ: 2 - Loại môn học: + Bắt buộc (Tự chon): Tự chọn. + Điều kiện tiên quyết: Xử lý tín hiệu số. - Giờ tín chỉ đối với các hoạt động học tập: + Học lý thuyết trên lớp: 24 + Bài tập trên lớp: + Xêmina, thảo luận trên lớp: 6 + Thực hành trong phòng thí nghiệm, phòng máy, sân bãi: + Thực tập thực tế:
+ Hoạt động nhóm: 30 + Tự học, tự nghiên cứu: 30 - Đơn vị phụ trách môn học: + Bộ môn: Khoa học máy tính + Khoa Công nghệ thông tin 3. Mục tiêu của môn học - Kiến thức: Môn học nhằm cung cấp cho sinh viên kiến th ức c ơ bản v ề các phương pháp xử lý ảnh số, về cấu hình của một s ố h ệ th ống x ử lý ảnh và ý nghĩa ứng dụng của xử lý ảnh trong nhiều lĩnh vực. - Kỹ năng: - Thái độ học tập: - - Các mục tiêu khác: o Góp phần phát triển kỹ năng cộng tác, làm việc nhóm o Góp phần phát triển kỹ năng tư duy sáng tạo, khám phá tìm tòi o Góp phần trau dồi, phát triển năng lực đánh giá o Góp phần rèn kỹ năng lập kế hoạch, tổ chức, quản lý, theo dõi kiểm tra việc thực hiện chương trình học tập 4. Tóm tắt nội dung môn học Tổng quan về xử lý ảnh, hệ thống xử lý tín hiệu hai chi ều, các phép biến đổi ảnh, các kỹ thuật nâng cao chất lượng ảnh. Một số phương pháp phát hiện biên và tìm xương. Các kỹ thuật h ậu xử lý và ứng d ụng của xử lý ảnh. 5. Nội dung chi tiết môn học Hình Nội dung chính Số Yêu cầu Thời Ghi thức tổ tiế đối với gian, chú chức t sinh viên địa
điể dạy học m Lý thuyết 3 Đọc học Lớp Chương 1: Tổng quan về xử lý liệu 1, 2 học ảnh chương 1.1. Xử lý ảnh, các vấn đề cơ bản 1, 2 – trong xử lý ảnh chương 1 1.1.1. Xử lý ảnh là gì? và chương 2 1.1.2. Các bài toán trong và các vấn đề cơ bản trong xử lý ảnh 1.1.2.1. Một số khái niệm cơ bản 1.1.2.2. Các bài toán trong xử lý ảnh 1.1.2.3. Nắn chỉnh biến dạng 1.1.2.4. Khử nhiễu 1.1.2.5. Chỉnh mức xám 1.1.2.6. Phân tích ảnh 1.1.2.7. Nhận dạng 1.1.2.8. Nén ảnh 1.1.2.9. Mô hình hóa ảnh 1.2. Thu nhận và biểu diễn ảnh 1.2.1. Màu sắc 1.2.1.1. Mô hình màu RGB (Red, Green, Bule) 1.2.1.2. Mô hình màu CMY
(Cyan, Magenta, Yellow) 1.2.1.3. Mô hình màu HSV (Hue, Saturation, Value) 1.2.1.4. Mô hình màu HLS 1.2.2. Thu nhận, các thiết bị thu nhận ảnh 1.2.2.1. Giai đoạn lấy mẫu 1.2.2.2. Lượng tử hóa 1.2.3. Biểu diễn ảnh 1.2.3.1. Mô hình Raster 1.2.3.2. Mô hình Vector Lý thuyết 6 Đọc học Lớp Chương 2: Hệ thống xử lý tín liệu 2 học hiệu hai chiều chương 2.1. Tín hiệu hai chiều liên tục và 3, 5 rời rạc 2.1.1. Xung Dirac 2.1.2. Xung đơn vị 2.1.3. Tín hiệu đơn vị 2.1.4. Bước nhảy đơn vị 2.1.5. Hàm mũ và tín hiệu hình sin 2.2. Hệ thống xử lý tín hiệu hai chiều 2.2.1. Hệ thống tuyến tính bất
biến 2.2.2. Đáp ứng xung và tổng chập 2.2.3. Ghép nối các hệ thống tuyến tính 2.3. Phép biến đổi fourier và biến đổi Z 2.3.1. Phép biến đổi Fourier 2.3.2. Phép biến đổi Z Chương 3 : Các phép biến đổi ảnh Đọc học 3.1. Ma trận trực giao và ma trận liệu 2 Lớp Lý thuyết unitar 4 chương học 3.2. Phép biến đổi unitar 1 chiều 3, 5 3.3. Phép biến đổi unitar 1 chiều 3.4. Phép biến đổi Fourier unitar Lý thuyết 4 Đọc học Lớp Chương 4: Các kỹ thuật nâng liệu 1 học cao chất lượng ảnh chương 4.1. Các kỹ thuật không phụ 2, 2 thuộc không gian chương 4 4.1.1. Giới thiệu 4.1.2. Tăng giảm độ sáng 4.1.3. Tách ngưỡng
4.1.4. Bó cụm 4.1.5. Cân bằng histogram 4.1.6. Kỹ thuật tìm tách ngưỡng tự động 4.1.7. Biến đổi cấp xám tổng thể 4.2. Các kỹ thuật phụ thuộc không gian 4.2.1. Phép nhân chập và mẫu 4.2.2. Một số mẫu thông dụng 4.2.3. Lọc trung vị 4.2.4. Lọc trung bình 4.2.5. Lọc trung bình theo k giá trị gần nhất 4.3. Các phép toán hình thái học 4.3.1. Các phép toán hình thái cơ bản 4.3.2. Một số tính chất của phép toán hình thái Lý thuyết 2 Đọc học Lớp Chương 5: Biên và các phương liệu 1 học pháp phát hiện biên chương 5.1. Giới thiệu 3, 2 5.2. Các phương pháp phát hiện chương 5
biên trực tiếp 5.2.1. Kỹ thuật phát hiện biên Gradient 5.2.1.1. Kỹ thuật Prewitt 5.2.1.2. Kỹ thuật Sobel 5.2.1.3. Kỹ thuật la bàn 5.2.2. Kỹ thuật phát hiện biên Laplace 5.2.3. Kỹ thuật Canny 5.3. Phát hiện biên gián tiếp 5.3.1 Một số khái niệm cơ bản 5.3.2. Chu tuyến của một đối tượng ảnh 5.3.3. Thuật toán dò biên tổng quát 5.4. Phát hiện biên dựa vào trung bình cục bộ 5.4.1. Biên và độ biến đổi về mức xám 5.4.2. Phát hiện biên dựa vào trung bình cục bộ 5.5. Phát hiện biên dựa vào các phép toán hình thái 5.5.1. Xấp xỉ trên và xấp xỉ
dưới đối tượng ảnh 5.5.1. Thuật toán phát hiện biên dựa vào phép toán hình thái Chương 6: Xương và các kỹ thuật tìm xương 6.1. Giới thiệu 6.2. Tìm xương dựa trên làm mảnh 6.2.1. Sơ lược về thuật toán làm mảnh 6.2.2. Một số thuật toán làm Đọc học Lớp Lý thuyết mảnh 2 liệu 1 học chương 4 6.3. Tìm xương không dựa trên làm mảnh 6.3.1. Khái quát về lược đồ Voronoi 6.3.2. Trục trung vị Voronoi rời rạc 6.3.3. Xương Voronoi rời rạc 6.3.4. Thuật toán tìm xương Lý thuyết 2 Đọc học Lớp Chương 7: Các kỹ thuật hậu liệu 1 học xử lý chương 7.1. Rút gọn số lượng điểm biểu 5, 2
chương 6 diễn 7.1.1. Giới thiệu 7.1.2. Thuật toán Douglas Peucker 7.1.2.1. Ý tưởng 7.1.2.2. Chương trình 7.1.3. Thuật toán Band width 7.1.3.1. Ý tưởng 7.1.3.2. Chương trình 7.1.4. Thuật toán Angles 7.1.4.1. Ý tưởng 7.1.4.2. Chương trình 7.2. Xấp xỉ đa giác bởi các hình cơ sở 7.2.1 Xấp xỉ đa giác theo bất biến đồng dạng 7.2.1.1. Xấp xỉ đa giác bằng đường tròn 7.2.1.2. Xấp xỉ đa giác bằng ellipse 7.2.1.3. Xấp xỉ đa giác bởi hình chữ nhật 7.2.1.4. Xấp xỉ đa giác bởi đa giác đều n cạnh
7.2.2 Xấp xỉ đa giác theo bất biến aphin 7.3. Biến đổi HOUGH 7.3.1. Biến đổi Hongh cho đường thẳng 7.3.2. Biến đổi Hough cho đường thẳng trong tọa độ cực Lý thuyết 1 Đọc học Lớp Chương 8: Ứng dụng xử lý ảnh liệu 1 học 8.1. Phát hiện góc nghiêng văn chương bản dựa vào chu tuyến 6, 2 8.1.1. Tính toán kích thước chủ chương 7 đạo của các đối tượng ảnh 8.1.2. Biến đổi Hough và phát hiện góc nghiêng văn bản 8.1.2.1. Áp dụng biến đổi Hough trong phát hiện góc nghiêng văn bản 8.1.2.2. Thuật toán phát hiện và hiệu chỉnh góc nghiêng văn bản 8.1.2.3. Thực nghiệm và kết quả
8.2. Phân tích trang tài liệu 8.2.1. Quan hệ Qθ 8.2.2. Phân tích trang văn bản nhờ khoảng cách Hausdorff bởi quan hệ Qθ 8.2.3. Phân tích trang văn bản dựa vào mẫu 8.2.3.1. Đánh giá độ lệch cấu trúc văn bản theo mẫu 8.2.3.2. Thuật toán phân tích trang văn bản dựa vào mẫu 8.3. Cắt chữ in dính dựa vào chu tuyến 8.3.1. Đặt vấn đề 8.3.2. Một số khái niệm cơ bản 8.3.3. Thuật toán cắt chữ in dính dựa vào chu tuyến 8.3.3.1. Phân tích bài toán 8.3.3.2. Thuật toán Cut CHARACTER cắt chữ in dính dựa vào
chu tuyến 8.4. Nhận dạng chữ viết 8.5. Tách các đối tượng hình học trong phiếu điều tra dạng dấu 8.5.1. Giới thiệu 8.5.2. Tách các đối tượng nhờ sử dụng chu tuyến 8.6. Tách bảng dựa trên tập các hình chữ nhật rời rạc 8.7. Phát hiện đối tượng chuyển động 8.7.1. Phát hiện đối tượng chuyển động dựa theo hướng tiếp cận trừ khung hình liền kề 8.7.2. Phát hiện đối tượng chuyển động theo hướng tiếp cận kết hợp 8.7.2.1. Trừ ảnh và đánh dấu Iwb 8.7.2.2. Lọc nhiễu và phát hiện độ dịch chuyển 8.7.2.3. Phát hiện biên ảnh đa cấp xám Igc
8.7.2.4. Kết hợp ảnh Igc với Iwb Nắm Lớp vững lý học, thuyết nhóm Xêmina, Trình bày và thảo luận đề tài 6 chương hoạt thảo luận được giao 1, 2, 3, 4, động 5, 6, 7, 8, 9 Thư viện, Tự học, Đọc học ở tự nghiên Thực hiện đề tài 60 liệu 1, 2, nhà, cứu 3, 5 nhóm hoạt động Các đề tài giao sinh viên tự nghiên cứu và báo cáo kết quả, m ỗi đ ề tài ít nhất có hai sinh viên thực hiện: Hãy tìm hiểu đề tài và xây dựng chương trình minh h ọa bằng một ngôn ngữ tùy ý: 1. Biến đổi Hough, ứng dụng để phát hiện một số đối tượng trong ảnh. 2. Các kỹ thuật nâng cao chất lượng ảnh không phụ thuộc không gian. 3. Các kỹ thuật nâng cao chất lượng ảnh phụ thuộc không gian. 4. Cải thiện ảnh bằng bộ lọc Gauss. 5. Co ảnh bằng kỹ thuật ăn mòn erosion. 6. Dùng kỹ thuật lọc trung vị sử dụng bộ lọc chữ thập kích thước3x3 và 5x5. Việc sắp xếp các điểm theo thuật toán tuỳ chọn (chọn đơn giản, chèn tuyến tính hay đổi chỗ).
7. Giãn ảnh dùng kỹ thuật dilation. 8. Khảo sát và xây dựng ứng dụng về các bộ lọc phi tuy ến trong c ải thi ện và lọc nhiễu. Đánh giá các ứng dụng của lọc phi tuyến với ảnh đa cấp xám. 9. Kĩ thuật tìm xương dựa trên làm mảnh trong xử lí ảnh. 10.Kĩ thuật tìm xương không dựa trên làm mảnh trong xử lí ảnh. 11. Nâng cao chất lượng ảnh bằng phương pháp biến đổi lược đồ mức xám. 12. Phân loại nhiễu. Tìm hiểu các phương pháp lọc làm trơn có hi ệu quả tốt đối với nhiễu sạn (salt and pepper). Thử nghiệm với ảnh 24 bit. 13. Phát hiện biên sử dụng một số toán tử tiêu biểu sử dụng đạo hàm bậc nhất. 14. Phát hiện biên sử dụng một số toán tử tiêu biểu sử dụng đạo hàm bậc hai. 15. Phương pháp giấu tin LSB (Least Signification Bit). Th ử nghiệm với ảnh 24 bit. 16. Phương pháp histogram equalization và histogram matching. Ch ương trình thử nghiệm với ảnh đa mức xám. Có thể nói gì về cách áp dụng các phương pháp nêu trên đối với ảnh màu (24 bit)? 17. Tìm hiểu các thuật toán sử dụng mặt nạ để làm rõ đường biên trong ảnh. Áp dụng cho ảnh 24 bit. 18. Tìm hiểu các vấn đề về nén dữ liệu ảnh số, các phương pháp mã hóa không mất mát thông tin. Xây dựng ứng dụng nén dữ liệu ảnh xám bằng thuật toán mã hóa huffman. Khảo sát các trường h ợp và gi ải thích đánh giá chất lượng nén bằng thuật toán mã hóa huffman. 19. Tìm hiểu công nghệ nén JPG, chuẩn JPG và các loại JPG. 20.Tim hiêu nen dữ liêu anh với phương phap LZW. ̀ ̉ ́ ̣ ̉ ́
21. Tìm hiểu tác dụng của phân vùng ảnh trong phân tích ảnh. Trình bày và ứng dụng thử nghiệm một kỹ thuật cụ thể của phân tách vùng ảnh. 22. Tìm hiểu thuật toán Background-symmetry xác định ngưỡng để phân đoạn ảnh. Thử nghiệm với ảnh đa mức xám. 23. Tìm hiểu thuật toán gom cụm ISODATA và cài đặt ch ương trình minh họa. 24. Tìm hiểu thuật toán gom cụm K-means và cài đặt ch ương trình minh họa. 25. Tìm hiểu thuật toán tam giác (triangle) xác định ngưỡng để phân đoạn ảnh. Thử nghiệm với ảnh đa mức xám. 26.Tìm hiểu và khảo sát ứng dụng của kỹ thuật làm mảnh đối tượng ảnh nhị phân. 27. Tìm hiểu và phân tích về các bộ lọc co, dãn, đóng, mở, đối v ới ảnh nh ị phân và đối với ảnh đa mức xám. Xây dựng ứng dụng thử nghiệm đối với ảnh nhị phân và đối với ảnh đa mức xám. 28. Tìm hiểu và phân tích về các bộ lọc co, dãn, đóng, mở, đối v ới ảnh màu 24 bit và mối liên quan của phép xử lý này đối với ảnh nhị phân. Xây dựng ứng dụng thử nghiệm lọc co dãn đối với ảnh màu 24 bit. 29. Tìm hiểu vấn đề số hóa ảnh (lấy mẫu và lượng tử hóa ảnh), khảo sát và giải thích các ứng dụng thực tế của kỹ thuật số hóa và công nghệ CCD liên quan đến chất lượng chụp ảnh số bằng camera số. 30.Tìm hiểu về các loại nhiễu tác động lên ảnh và các ph ương pháp l ọc nhiễu. 31. Tìm hiểu về các phương pháp đối sánh và ứng dụng trong nh ận d ạng đối tượng trên ảnh. 32. Tìm hiểu về các phương pháp thống kê trong nhận d ạng đối t ượng trên ảnh.
33. Tìm hiểu về phương pháp phân tích xử lý kết cấu (texture) và kh ảo sát một ứng dụng trong phân vùng ảnh dựa trên xử lý kết cấu. 34. Tìm hiểu về vấn đề phân tích ảnh và các giải pháp. Tìm hiểu và phân tích một ứng dụng cụ thể. 35.Xử lý cường độ sáng và chỉnh ảnh âm bản. 6. Học liệu 1. Đỗ Năng Toàn, Phạm Việt Bình, “Giáo trình xử lý ảnh”, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2008. 2. Lương Mạnh Bá, Nguyễn Thanh Thuỷ , “Nhập môn xử lý ảnh số”, Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2008. 3. M.Kurt “Traitement numÐrique des images’’, Press Polytechniques et Universitaires Romandes, Diffusion Paris 1994 4. W.K. Pratt ‘ Digital Image Processing’ , Jonh Wiley & Sons, New York 1991. 5. A.K. Jain “Fundamental of Digital Image Processing”, Prentice Hall, Englewood Cliffs, 1989. 6. D.H.Ballard and C.M.Brown “Computer Vision”, Prentice Hall, Englewood Cliffs, 1984 7. R.Dapoigny “Traitement dimages et Architectures parallÌles”, Addision - Wesley, France, 1994 8. B.Janhne “Digital Image Processing”, Springer, New York, 1995. 7. Kế hoạch giảng dạy Tuầ Giảng viên lên lớp (tiết) Sinh viên tự Tổng n học, tự nghiên cứu (tiết)
Lý Minh Thực Xêmina, Chuẩn Bài tập thuyết họa, ôn hành, thảo bị tự ở nhà, tập, bài tập luận học bài tập kiểm tra lớ n 1. 2 2 2 2. 2 2 2 3. 2 2 2 4. 2 2 2 5. 2 2 2 6. 2 2 2 7. 2 2 2 8. 2 2 2 9. 2 2 2 10. 2 2 2 11. 2 2 2 12. 2 2 2 13. 2 2 2 14. 2 2 2 15. 2 2 2 Tổn 24 6 30 30 g cộng 8. Yêu cầu của giảng viên đối với môn học - Sinh viên phải tham gia đủ trên 80% giờ trên lớp. Phải hoàn thành đề tài được giao trong chương trình. 9. Phương pháp và hình thức kiểm tra đánh giá môn học Hình thức Tỉ lệ Bài tập cá nhân tuần 10% Bài tập nhóm tháng 10% Bài tập lớn học kỳ 20% Thi cuối kỳ (vấn đáp) 60%
Hà Nội, ngày….tháng 10 năm 2012 GIẢNG VIÊN 2 GIẢNG VIÊN 1 (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) Lưu Thị Bích Hương P. TRƯỞNG BỘ MÔN P. TRƯỞNG KHOA Lưu Thị Bích Hương Trần Tuấn Vinh