Τίτλος Μαθήματος Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας
Κωδικός Μαθήματος 321-9353
Εξάμηνο 8
ECTS 5
Ώρες (Θεωρία) 3
Ώρες (Εργαστηρίο) 2
Διδάσκοντας 321-9353

Ύλη μαθήματος

Εισαγωγή: τι είναι η Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας (ΨΕΕ), εφαρμογές ΨΕΕ. Βασικές έννοιες: στοιχεία όρασης, φως και ηλεκτρομαγνητικό φάσμα, λήψη εικόνας, δειγματοληψία και κβαντισμός, μαθηματικά εργαλεία για ΨΕΕ. Μετασχηματισμοί στην ένταση. Επεξεργασία ιστογράμματος. Φιλτράρισμα στο χωρικό πεδίο, χωρικά φίλτρα εξομάλυνσης και όξυνσης. Φιλτράρισμα στο πεδίο των συχνοτήτων: δειγματοληψία και μετασχηματισμός Fourier δειγματοληπτημένων συναρτήσεων, 2-D διακριτός μετασχηματισμός Fourier και ιδιότητές του, φιλτράρισμα στο πεδίο των συχνοτήτων, φίλτρα εξομάλυνσης και όξυνσης στο πεδίο των συχνοτήτων. Αποκατάσταση εικόνας: μοντέλα θορύβου, αποκατάσταση στην παρουσία θορύβου μόνο, γραμμικές υποβαθμίσεις ανεξάρτητες θέσης, εκτίμηση της συνάρτησης υποβάθμισης, αντίστροφο φιλτράρισμα, φιλτράρισμα Wiener. Συμπίεση εικόνας: βασικές έννοιες (πλεονασμός στην κωδικοποίηση, χωρικός και χρονικός πλεονασμός, "άσχετη" πληροφορία, μέτρηση της πληροφορίας της εικόνας, κ.τ.λ.), βασικές μέθοδοι συμπίεσης (με και χωρίς απώλειες). Επεξεργασία έγχρωμης εικόνας: χρωματικά μοντέλα, ψευδοχρωματισμός, επεξεργασία εικόνας πλήρους χρώματος, κατάτμηση εικόνας με βάση το χρώμα, θόρυβος σε έγχρωμες εικόνες, συμπίεση έγχρωμης εικόνας.

Επιδιωκόμενα μαθησιακά αποτελέσματα

Σκοπός αυτού του μαθήματος είναι οι φοιτητές:
1. να μπορούν να περιγράψουν και να εξηγήσουν τις βασικές αρχές της ψηφιακής επεξεργασίας εικόνας και να μπορούν να περιγράψουν τι κάνει κάθε βαθμίδα σε ένα σύστημα ψηφιακής επεξεργασίας εικόνας.
2. να έχουν βασική κατανόηση της ανθρώπινης οπτικής αντίληψης.
3. να μάθουν το θεωρητικό υπόβαθρο που είναι απαραίτητο στην ψηφιακή επεξεργασία εικόνας.
4. να κατανοήσουν τις αναπαραστάσεις της ψηφιακής εικόνας.
5. να μπορούν να χρησιμοποιήσουν βασικές σχέσεις μεταξύ των εικονοστοιχείων και να περιγράψουν βασικούς μετασχηματισμούς.
6. να μπορούν να ορίσουν και να υπολογίσουν το ιστόγραμμα μιας ψηφιακής εικόνας και την πληροφορία που μπορεί να εξαχθεί από αυτό.
7. να μπορούν να βελτιώσουν ψηφιακές εικόνες χρησιμοποιώντας τεχνικές φιλτραρίσματος στο χωρικό πεδίο.
8. να ξέρουν πώς να αναλύσουν εικόνες (σαν 2-D σήματα) στο πεδίο των συχνοτήτων μέσω του μετασχηματισμού Fourier.
9. να μπορούν να βελτιώσουν ψηφιακές εικόνες χρησιμοποιώντας τεχνικές φιλτραρίσματος στο πεδίο των συχνοτήτων.
10. να κατανοούν την επίδραση του θορύβου στις ψηφιακές εικόνες και να εκτελούν ένα εύρος διαδικασιών φιλτραρίσματος που έχουν ως στόχο τη μείωση του θορύβου.
11. να κατανοήσουν την ανάγκη για συμπυκνωμένες αναπαραστάσεις εικόνας, να μάθουν τη θεωρία συμπίεσης ψηφιακής εικόνας και να εξοικειωθούν με τις πιο συχνά χρησιμοποιούμενες τεχνικές συμπίεσης και τα αντίστοιχα βιομηχανικά πρότυπα.
12. να μπορούν να περιγράψουν διαφορετικούς χρωματικούς χώρους και να εφαρμόσουν τεχνικές ψευδοχρωματισμού και τεχνικές επεξεργασίας έγχρωμης εικόνας.
13. να εξοικειωθούν με προγραμματισμό σε MATLAB και με το Image Processing toolbox.
14. να μπορούν να σχεδιάζουν και να υλοποιούν αλγορίθμους επεξεργασίας εικόνας.

Προαπαιτούμενα

Δεν απαιτούνται.

Εγχειρίδια του μαθήματος

1. Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας, 3η έκδοση, Gonzales, Woods, Εκδόσεις Τζιόλα.
2. Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας, Ιωάννης Πήτας.

Συμπληρωματική βιβλιογραφία

  1. IEEE Transactions on Image Processing
  2. Signal Processing: Image Communication (Elsevier)

Διδακτικές και μαθησιακές μέθοδοι

Διαλέξεις, επίλυση ασκήσεων με υποδειγματικό τρόπο, Εργαστηριακές ασκήσεις.

Δραστηριότητα Φόρτος Εργασίας Εξαμήνου
Διαλέξεις 39 ώρες
Εργαστηριακές Ασκήσεις 26 ώρες
Προσωπική μελέτη 57 ώρες
Τελική εξέταση 3 ώρες
Σύνολο Μαθήματος 125 ώρες (5 ECTS)

 

Μέθοδοι αξιολόγησης / βαθμολόγησης

Ατομικές ή ομαδικές εργασίες, πρακτική εξάσκηση στο εργαστήριο, τελική προφορική εξέταση.

Γλώσσα διδασκαλίας

Ελληνικά (Αγγλικά αν υπάρχουν φοιτητές/φοιτήτριες ERASMUS)

Τρόπος παράδοσης μαθήματος

Φυσική Παρουσία.