Numerické metody analýzy obrazů (FSI-TNM)

Akademický rok 2021/2022
Garant: prof. RNDr. Miloslav Druckmüller, CSc.  
Garantující pracoviště: ÚM všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem kurzu je seznámit studenty s metodami zpracování obrazů pro vědecké a technické účely pomocí počítače.
Výstupy studia a kompetence:
Základní znalosti z numerických medod analýzy obrazů včetně schopnosti
práce se současnými obrazovými analyzátory.
Prerekvizity:
Analýza v reálném a komplexním oboru, funkcionální analýza, základy programování
Obsah předmětu (anotace):
Předmět má seznámit studenty s numerickými metodami analýzy obrazů. Úvodní část se zabývá klasickou i digitální fotografií a numerickou reprezentací obrazů. Na ni navazují části zabývající se rekonstrukcí obrazu, filtrací v prostorové a frekvenční oblasti, analýzou a filtrací šumu, metodami zvýraznění obrazu. Další část se zabývá segmentací obrazu na objekty, analýzou a rozpoznáváním objektů. Závěrečná část se zabývá analýzou barevných a multispektrálních obrazů a kolorimetrií.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení:
Klasifikovaný zápočet na základě výsledků testu a odevzdané semestrální
práce spočívající v realizaci zadané úlohy z analýzy obrazů.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Kontrolována je účast na cvičeních. Zameškaná výuka je nahrazována zpracováním dodatečných úloh.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Základní principy klasické a digitální fotografie
2. Numerická reprezentace obrazu, grafické formáty, komprese
obrazových dat
3. Rekonstrukce obrazu, statistické charakteristiky obrazu
4. Bodové transformace obrazu
5. Konvoluce, filtrace obrazu v prostorové
6. Fourierova transformace a filtrace ve frekvenční oblasti
7. Filtry typu dolní a horní propust, nelineární filtry
8. Adaptivní filtry
9. Aditivní šum - analýza a filtrace
10. Impulzní šum - analýza a filtrace
11. Segmentace obrazu
12. Analýza objektů
13. Rozpoznávání a klasifikace objektů
    Cvičení s počítačovou podporou 1. Seznámení s obrazovým analyzátorem ACC 6.0.
2. Programovací techniky požívané při zpracování obrazů
3 Kompresse dat (ztrátová a bezezprátová)
4. Statistické metody v obrazové analýze
5. Konvoluce, filtrace obrazu v prostorové a frekvenční oblasti
6. Algoritmy založené na FFT
7. Filtry typu dolní a horní propust, nelineární filtry
8. Adaptivní filtry
9. Aditivní šum - analýza a filtrace
10. Impulzní šum - analýza a filtrace
11. Segmentace obrazu
12. Analýza objektů, momentová metoda
13. Rozpoznávání a klasifikace objektů
Literatura - základní:
1. Pratt, W. K.: Digital Image Processing (Second Edition), New York: Wiley 1991
2. Petrou, M., and Bosdogianni, P., Image Processing: The Fundamentals, John Wiley& Sons, 1999.
Literatura - doporučená:
1. Klíma, M.; Bernas, M.; Hozman J.; Dvořák, P. : Zpracování obrazové informace, , 0
2. Druckmüller, M.; Heriban, P.: Digital Image Processing System 5.0, , 0
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-FIN-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 4 Povinný 2 1 L
N-MAI-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 4 Povinný 2 1 L
N-PMO-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 4 Povinný 2 1 L