PDI_Curs 1_2013
-
Upload
buse-daniela -
Category
Documents
-
view
64 -
download
2
Transcript of PDI_Curs 1_2013
Prelucrarea digitala a imaginilor
Assoc. Prof. Daniela FAUR, PhD
Facultatea de Electronica, Telecomunicatii si Tehnologia
Informatiei
“ A picture is worth a thousand words.”
Contact
• Daniela FAUR – [email protected]
• Cosmin DANISOR– [email protected]
ondip.weebly.com
PDIPDI
Course informations
Announcements
Handouts
Links
EvaluareRaspunsuri finale la lucrarile practice de laborator 30%
Proiect- tema 20%
Evaluarea finala (ex/colocviu) 50%
Bibliografie
•R.C.Gonzales and R.E.Woods – Digital image processing- Second edition, 2008
•Constantin Vertan – Prelucrarea si analiza imaginilor, Ed. Printech, 1999,
•Constantin VERTAN, Mihai CIUC, Marta ZAMFIR, Prelucrarea imaginilor
indrumar de laborator, Editura Printech, Bucuresti, 2002
•Constantin VERTAN, Mihai CIUC, Marta ZAMFIR, Analiza imaginilor –
indrumar de laborator, Editura Printech, Bucuresti, 2001
•Gonzalez , Woods and Eddins – Digital Image Processing using Matlab, 2009
Cuprins
Capitolul 1: Introducere
– Originea procesarii imaginilor
– Aplicatii
– Etape fundamentale in procesare
– Elemente componente ale unui sistem de procesare– Elemente componente ale unui sistem de procesare
Capitolul 2: Fundamente
Achizitia si senzorii de imagine
Esantionarea si cuantizarea imaginii
Relatii de baza intre pixeli
Originea procesarii imaginilor
Ce este procesarea digitala a imaginii?
f(x,y)
x si y coord spatialex si y coord spatiale
f amplitudinea
x, y si f au valori finite, discrete imagine digitala.
Istoric
1960
1970
Medical Imagining
Remote Earth resources
observations
Astronomy
Prima poza a lunii
de pe o naveta US.
Ranger 7 a
inregistrat aceasta
imagine pe 31 Iulie
1964 la 9.09 AM,
cu 17 minute
1920
1929
cu 17 minute
inainte de imapact.
Imagine neretusata,
transmisa prin cablu a gen.
Pershing si Foch transmisa
in 1929 de la Londra la
NewYork cu un echipament
de 15 tone.
R.C.Gonzales and R.E.Woods – Digital image processing- Second edition, 2008
Cuprins
Capitolul 1: Introducere
– Originea procesarii imaginilor
– Aplicatii
– Etape fundamentale in procesare
– Elemente componente ale unui sistem de procesare– Elemente componente ale unui sistem de procesare
Capitolul 2: Fundamente
Achizitia si senzorii de imagine
Esantionarea si cuantizarea imaginii
Relatii de baza intre pixeli
Universul
aplicatiilor de procesare a imaginii
MeteorologieRadiologie
Seismologie
Astronomie
Navigare automata
Inspectia unor produse
Imagistica cu ultrasunete
Ghidarea robotilor“Imagining”
Inspectia unor produse
Oceanografie
Recunoastere aeriana si cartografie
Radar
Teledetectie
Fizica
particulelor
Supraveghere
Ghidarea robotilor
Microscopie
Imagistica cu raza Gamma
Medicina Nucleara Observarile astronomice
Sistemul osos Cygnus Loop
R.C.Gonzales and R.E.Woods – Digital image processing- Second edition, 2008
Imagistica cu raze X
Radiografie de piept Angiogram pe aorta Head CT.
Circuit Board.
Cygnus Loop
R.C.Gonzales and R.E.Woods – Digital image processing- Second edition, 2008
Imagistica in banda ultraviolet
Litografie
Inspectie industriala
Microscopie
Laser
Natural corn Smut corn
Laser
Imagistica in biologie
Observatii astronomice
R.C.Gonzales and R.E.Woods – Digital image processing- Second edition, 2008
Spectrul vizibil si infrarosu
•Light microscopy
•Astronomy
•Remote sensing
•Industry
Law Enforcement
Suprafata unui CD
audio 1750x
Colesterol 40 x
Microprocesor
60x
Industry
•Law Enforcement
R.C.Gonzales and R.E.Woods – Digital image processing- Second edition, 2008
Exemple de
imagini in
microscopia
luminoasa.
Remote Sensing (Teledetectie)
•Interpretarea automata a
continutului
•Compresie
•Gestiunea continutului
R.C.Gonzales and R.E.Woods – Digital image processing- Second edition, 2008
Monitorizarea vremii
Imagine multispectrala
a uraganului Andrew a uraganului Andrew
achizitionata de senzorii
NOAA GEOS.
R.C.Gonzales and R.E.Woods – Digital image processing- Second edition, 2008
Inspectia vizuala automata
Exemple de produse
verficate prin procesarea
digitala a imaginii.
R.C.Gonzales and R.E.Woods – Digital image processing- Second edition, 2008
Alte exemple in banda vizibila……
R.C.Gonzales and R.E.Woods – Digital image processing- Second edition, 2008
Imagistica in banda radio
• Medicina (MRI)
• Astronomie
Imagini MRI ale genunchiului uman si ale coloanei vertebrale
R.C.Gonzales and R.E.Woods – Digital image processing- Second edition, 2008
Imagistica cu ultrasunete
Tiroida
Stratuturi
musculare
evidentiand o
leziune.
R.C.Gonzales and R.E.Woods – Digital image processing- Second edition, 2008
Alte aplicatii
• Corectia “ochilor rosii”
• Modificarea iluminarii
• Gestiunea colectiilor de imagini
Cuprins
Capitolul 1: Introducere
– Originea procesarii imaginilor
– Aplicatii
– Etape fundamentale in procesare
– Elemente componente ale unui sistem de procesare– Elemente componente ale unui sistem de procesare
Capitolul 2: Fundamente
Achizitia si senzorii de imagine
Esantionarea si cuantizarea imaginii
Relatii de baza intre pixeli
Achizitia imaginii Imbunatatirea imaginii Restaurarea imaginii
Etape fundamentale in procesare
Procesarea color a imaginiiProcesarea multirezolutieCompresia
Procesarea
morfologica
SegmentareaReprezentarea si
descriereaRecunoasterea
R.C.Gonzales and R.E.Woods – Digital image processing- Second edition, 2008
Cuprins
Capitolul 1: Introducere
– Originea procesarii imaginilor
– Aplicatii
– Etape fundamentale in procesare
– Elemente componente ale unui sistem de procesare– Elemente componente ale unui sistem de procesare
Capitolul 2: Fundamente
Achizitia si senzorii de imagine
Esantionarea si cuantizarea imaginii
Relatii de baza intre pixeli
Elementele componente ale unui
sistem de procesare
Sistem de achizitie
a imaginii Frame grabber Pc or Workstation
Image processing
software.
Cuprins
Capitolul 1: Introducere
– Originea procesarii imaginilor
– Aplicatii
– Etape fundamentale in procesare
– Elemente componente ale unui sistem de procesare– Elemente componente ale unui sistem de procesare
Capitolul 2: Fundamente
Achizitia si senzorii de imagine
Esantionarea si cuantizarea imaginii
Relatii de baza intre pixeli
Un model simplu de formare a imaginii
0< f(x,y)<∞
x
y
f(x,y)=i(x,y)r(x,y) x
f(x,y)=i(x,y)r(x,y)
unde
0< i(x,y)<∞
0< r(x,y)<1
Un model simplu de formare a imaginii
l= f(x,y)
x
y
Lmin< l<LmaX
Intensitatea unei imagini monocrome –nivelul de gri l
x Lmin< l<LmaX
[Lmin, Lmax]
Grey scale
Cuprins
Capitolul 1: Introducere
– Originea procesarii imaginilor
– Aplicatii
– Etape fundamentale in procesare
– Elemente componente ale unui sistem de procesare– Elemente componente ale unui sistem de procesare
Capitolul 2: Fundamente
Achizitia si senzorii de imagine
Esantionarea si cuantizarea imaginii
Relatii de baza intre pixeli
Esantionarea si cuantizarea imaginii
R.C.Gonzales and R.E.Woods – Digital image processing- Second edition, 2008
Reprezentarea imaginilor digitale
Imagine digitala
Notatie
traditionala
Picture element=pixel
R.C.Gonzales and R.E.Woods – Digital image processing- Second edition, 2008
Reprezentarea imaginilor digitale
Numarul nivelelor de gri
Numarul de biti necesar pentru
a stoca o imagine digitizata
M=N
R.C.Gonzales and R.E.Woods – Digital image processing- Second edition, 2008
Rezolutia spatiala
Imagine reprezentata pe 8 biti, 1024 x1024
Rezultatele subesantionarii
imaginii 1024 x 1024
R.C.Gonzales and R.E.Woods – Digital image processing- Second edition, 2008
Rezolutia spatiala
32 x 32 resantionata la 1024 x 1024
R.C.Gonzales and R.E.Woods – Digital image processing- Second edition, 2008
Rezolutia nivelelor de gri
452 x 374, 452 x 374, 452 x 374, 452 x 374,
256 nivele de gri
452 x 374,
32 nivele de gri
452 x 374,
16 nivele de gri
452 x 374,
??? nivele de gri
452 x 374,
??? nivele de gri
Cuprins
Capitolul 1: Introducere
– Originea procesarii imaginilor
– Aplicatii
– Etape fundamentale in procesare
– Elemente componente ale unui sistem de procesare– Elemente componente ale unui sistem de procesare
Capitolul 2: Fundamente
Achizitia si senzorii de imagine
Esantionarea si cuantizarea imaginii
Relatii de baza intre pixeli
Relatii de baza intre pixeli
Vecintatea unui pixel
•Adiacenta
•Conectivitatea
4
8
m
•Regiuni
•Granite (Boundaries)
4 neighbors 8 neighbors
Relatii de baza intre pixeli
Fie doua submultimi ale unei imagini,
S1 si S2 din figura.Considerand V={1},
determinati daca aceste doua
submultimi sunt:
(a) 4-adiacente,
(b) 8-adiacente,
(c) m-adiacente.
Masuri de distantaFie pixelii : p(x,y), q(s,t) si z(v,w)
Se defineste D, functia distanta sau metrica daca :
(a) D(p,q) ≥ 0 (D(p,q)=0 daca si numai daca p=q);
(b) D(p,q)=D(q,p)
(c) D(p,z)≤D(p,q)+D(q,z)
Distanta euclidiana intre p si q este definita:
City block distance
( )22e )( tysxD −+−=
4D tysxD −+−= 2≤DCity block distance
Chessboard distance
4D tysxD −+−=4 24 ≤D
8D
),max(8 tysxD −−=28 ≤D
Un producator de automobile automatizeaza plasarea anumitor
componente pe bara de protectie a unei editii limitate de masini
sport. Componentele sunt coordonate dupa culori asa incat robotii
trebuie sa stie culoarea fiecarei masini pentru a selecta
componentele corespunzatoare barei de protectie. Modelele sunt in
4 culori: albastru verde rosu si alb.
Sunteti angajat sa propuneti o solutie bazata pe imagistica. Cum ati
rezolva problema de determinare automata a culorii fiecarei masini, rezolva problema de determinare automata a culorii fiecarei masini,
considerand costul ca cel mai important argument pentru alegerea
unei solutii???
O masura comuna de transmisie a datelor digitale este rata de baud
definita ca numarul de biti transmisi pe secunda. La modul general
transmisia se face in pachete ce contin un bit de inceput, un byte de
informatie (8 biti) si un bit de stop. Folosind aceste date raspundeti la informatie (8 biti) si un bit de stop. Folosind aceste date raspundeti la
urmatoarea intrebare:
a) Cate minute sunt necesare pentru transmiterea unei imagini 1024 x
1024 cu 256 nivele de gri folosin un modem de 56 K baud?
b) Care ar fi timpul pentru 750K baud o viteza reprezentativa pentru o
conexiune telefonica DSL (digital subscriber line)?