Rozvrh B4M33DZO Odevzdávací systém Diskusní fórum
Předmět představuje základní principy digitálního zpracování obrazu. V průběhu semestru je látka procvičena formou šesti implementačních úloh, díky kterým si posluchači osvojí teoretické znalosti z přednášek a využijí je k řešení praktických problémů.
Předpokládá se, že studenti předmětu znají matematickou analýzu, lineární algebru, pravděpodobnost a statistiku v rozsahu vyučovaném na ČVUT FEL. Očekává se také základní programovací dovednost, a to především v MATLABu.
Přednášející:
Čas a místo: Středa 9:15-10:45, posluchárna KN:E-301
Rozsah: 2 hodiny týdně
| Týden | Datum | Obsah | Výukové materiály |
|---|---|---|---|
| 1. | 25.9.2024 | Bodové (monadické) operace - obraz a jeho histogram, změna jasu a kontrastu, prahování, negativ, kvantizace, gama korekce, ekvalizace a mapování histogramu | slides / video: CZ1, CZ2, EN1, EN2 |
| 2. | 02.10.2024 | Fourierova transformace - základní princip Fourierovy transformace v 1D a 2D, bázové funkce, časová a frekvenční oblast, význam amplitudy a fáze, diskrétní Fourierova transformace, rychlá Fourierova transformace, vzorkovací teorém | slides / video: CZ1, CZ2, EN1, EN2 |
| 3. | 09.10.2024 | Konvoluce - základní princip konvoluce v 1D a 2D, zrychlení výpočtu s využitím separabilních jader, mip-mappingu, integrálního obrazu a Fourierovy transformace | slides / video: CZ1, CZ2, EN1, EN2 (1, 2) |
| 4. | 16.10.2024 | Lineární filtrace - aplikace 1D a 2D konvoluce: potlačení šumu, detekce hran, rozostření, ostření, Wienerova filtrace, anti-aliasing, hloubka ostrosti, rozmazání pohybem, hybridní obraz | slides / video: CZ1, CZ2, EN1, EN2 (1) |
| 5. | 23.10.2024 | Nelineární filtrace - bilaterální filtr a jeho vlastnosti, zrychlení výpočtu s využitím obdélníkových jader, po částech lineární aproximace a bilaterální mřížky, aplikace: potlačení šumu při zachování ostrých hran, digitální líčení, abstrakce, mapování tónů pro obrazy s vysokým dynamickým rozsahem, modifikace vzhledu, fúze detailů, simulace vysokého dynamického rozsahu, změna materiálu/textury, odstranění odlesků, potlačení šumu s využitím blesku, zaostření hloubkové mapy | slides / video: CZ1, CZ2, EN1,EN2 (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) |
| 6. | 30.10.2024 | Editace obrazu - lineární a multi-pásmové sešívání obrazu, Laplaceova pyramida, editace v gradientní oblasti a její aplikace: sešívání, klonování, vyhlazování, fúze, zvýraznění kontextu, konverze barevného obrázku do odstínů šedi, difuzní křivky | slides / video: CZ1, CZ2, EN1, EN2 (1, 2, 3) |
| 7. | 06.11.2024 | Deformace obrazu - posuv, rotace, změna měřítka, zkosení, afinní a projektivní transformace, zpětné mapování, bilineární převzorkování, pohybující se nejmenší čtverce, zachování tuhosti a podobnosti, provázaná tuhá a podobná tělesa | slides / video: CZ1, CZ2, EN1, EN2 (1) |
| 8. | 13.11.2024 | Registrace obrazu 1 - metriky pro měření podobnosti obrazů, odhad posuvu, block-matching a jeho výpočetně méně náročné varianty: předčasné ukončení, hierarchický sestup, strategie vítěz-bere-první, fázová korelace, gradientní sestup, syntéza textur, vyplňování děr | slides / video: CZ1, CZ2, EN1, EN2 (1, 2, 3) |
| 9. | 20.11.2024 | Registrace obrazu 2 - odhad rotace a změny měřítka, log-polární a Fourier-Mellin transformace, zobecněný gradientní sestup (afinní a projektivní transformace), registrace pomocí provázaných tuhých a podobných těles | slides / video: CZ1, CZ2, EN1, EN2 (1, 2, 3, 4) |
| 10. | 27.11.2024 | Registrace obrazu 3 - významné body v obraze, Harrisův detektor, SIFT klíče a jejich korespondence, určení transformace pomocí SVD a RANSAC, eliminace výstředních bodů, aplikace (sešívání panoramatických záběrů, vyhledávání objektů v obraze, rekonstrukce pozadí, rozšířená realita, 3D rekonstrukce). | slides / video: CZ, EN1, EN2 (1, 2, 3) |
| 11. | 04.12.2024 | Opakování - navrhněte látku k diskusi | slides, video: CZ1, CZ2, EN1, EN2 (1, 2, 3) |
| 12. | 11.12.2024 | Segmentace obrazu - základní vlastnosti algoritmů interaktivní segmentace obrazu, modifikace a rozšíření optimalizačních kritérií: barevný model, nepřesná specifikace pozadí a popředí, více segmentů, kolorizace, aplikace: odhad alfa-kanálu, přebarvení, interaktivní mapování tónů, vybarvování ručních kreseb | slides1 slides2 / video: CZ1, CZ2, EN1, EN2 (1, 2, 3) |
| 13. | 18.12.2024 | Přednáška Dana Sýkory o současných metodách ve zpracování obrazu: Towards High-quality Replication of Visual Appearance | (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21) |
| 14. | 08.01.2025 | Opakování, průchod látkou |
Cvičící:
Čas a místo: Úterý 14:30-16:00, učebna KN:E-230
Rozsah: 2 hodiny týdně
| Týden | Datum | Obsah | Cvičící |
|---|---|---|---|
| 1. | 24.09.2024 | Úvod do MATLABu | Jan Čech, Radoslav Škoviera, Daniel Sýkora, Ondřej Drbohlav |
| 2. | 01.10.2024 | Monadické operace 1 - jas, kontrast, gama korekce, histogram, ekvalizace a mapování histogramu | Ondřej Drbohlav |
| 3. | 08.10.2024 | Monadické operace 2 - odevzdání 1. úlohy (10 bodů) | Ondřej Drbohlav |
| 4. | 15.10.2024 | Fourierova transformace 1 - 2D FFT, zobrazení spektra, obrazy základních funkcí, spektrum posunutých a rotovaných obrazů, vzorkovací teorém, aliasing | Jan Čech |
| 5. | 22.10.2024 | Fourierova transformace 2 - odevzdání 2. úlohy (10 bodů) | Jan Čech |
| 6. | 29.10.2024 | Děkanský den | |
| 7. | 05.11.2024 | Lineární a nelineární filtrace 1 - konvoluce, využití Fourierovy transformace, separabilní jádro, rozmazání, detekce hran, dekonvoluce, bilaterální filtr | Radoslav Škoviera |
| 8. | 12.11.2024 | Lineární a nelineární filtrace 2 - odevzdání 3. úlohy (10 bodů) | Radoslav Škoviera |
| 9. | 19.11.2024 | Editace obrazu 1 - editace v gradientní oblasti řešením Poissonovy rovnice soustavou lineárních rovnic a Fourierovou transformací, klonování obrazu, mixování gradientů | Daniel Sýkora |
| 10. | 26.11.2024 | Editace obrazu 2 - odevzdání 4. úlohy (10 bodů) | Daniel Sýkora |
| 11. | 03.12.2024 | Registrace obrazu 1 - geometrické transormace a teoretická příprava na odhad posuvu pomocí fázové korelace. | Radoslav Škoviera |
| 12. | 10.12.2024 | Registrace obrazu 2 - odhad translace a posunutí pomocí fázové korelace a polární transformace ve frekvenční oblasti. (10 bodů) | Radoslav Škoviera |
| 13. | 17.12.2024 | Segmentace obrazu 1 - maximalizace toku v síti | Daniel Sýkora |
| 14. | 07.01.2025 | Segmentace obrazu 2 - odevzdání 6. úlohy (10 bodů) | Ondřej Drbohlav |
Celkově je možné na cvičeních získat 60 bodů. Pro získání zápočtu je nutné nasbírat nejméně 30 bodů.
Zkouška je písemná. Pokrývá veškerá probraná témata:
V případě nejasností může být student pozván ještě na ústní zkoušku, ta se domluví přes email. Za test je možné získat 40 bodů, prahem pro absolvování zkoušky je polovina, 20 bodů.
Výsledná známka je určena součtem bodů získaných ze cvičení (maximálně 60) a ze zkoušky (maximálně 40):
| Známka | Bodové rozmezí | Slovní hodnocení |
|---|---|---|
| A | 90 a více | výborně |
| B | 80 až 89 | velmi dobře |
| C | 70 až 79 | dobře |
| D | 60 až 69 | uspokojivě |
| E | 50 až 59 | dostatečně |
| F | méně než 50 | nedostatečně |