(pieczęć wydziału) KARTA PRZEDMIOTU 1. Nazwa przedmiotu: PRZETWARZANIE OBRAZÓW CYFROWYCH 3. Karta przedmiotu ważna od roku akademickiego: 2012/2013 4. Forma kształcenia: studia pierwszego stopnia 5. Forma studiów: studia niestacjonarne 6. Kierunek studiów: AUTOMATYKA I ROBOTYKA; WYDZIAŁ AEiI 7. Profil studiów: ogólnoakademicki 8. Specjalność: 9. Semestr: 7, 8 10. Jednostka prowadząca przedmiot: Instytut Automatyki, RAu1 11. Prowadzący przedmiot: dr hab. Bogdan Smołka 12. Przynależność do grupy przedmiotów: przedmioty wspólne 13. Status przedmiotu: obowiązkowy 14. Język prowadzenia zajęć: polski 2. Kod przedmiotu: 15. Przedmioty wprowadzające oraz wymagania wstępne: Analiza matematyczna, elementy rachunku prawdopodobieństwa. Zakłada się, że przed rozpoczęciem nauki niniejszego przedmiotu student posiada przygotowanie w zakresie podstaw analizy matematycznej (różniczkowanie, całkowanie) oraz podstaw rachunku prawdopodobieństwa (funkcja gęstości prawdopodobieństwa, dystrybuanta, rozkład normalny). 16. Cel przedmiotu: Celem przedmiotu jest wprowadzenie do metod przetwarzania oraz rozpoznawania obrazów cyfrowych. Studenci poznają podstawowe techniki przetwarzania sygnałów wizyjnych i po wysłuchaniu cyklu wykładów, bazując na pozyskanej wiedzy oraz korzystając z literatury źródłowej, tworzą własne aplikacje komputerowe w ramach ćwiczeń laboratoryjnych. 17. Efekty kształcenia: Nr Opis efektu kształcenia Metoda sprawdzenia efektu kształcenia W1 Zna podstawowe metody przetwarzania obrazów w dziedzinie przestrzennej. W2 Rozumie metody filtracji splotowej. Posiada wiedzę na W3 temat nieliniowych metod poprawy kontrastu obrazów. Posiada wiedzę z zakresu stosowania operacji morfologicznych do przetwarzania obrazów binarnych i kodowanych w poziomach szarości. Forma prowadzenia zajęć Odniesienie do efektów dla kierunku studiów W4 Rozumie transformację Fouriera i ma wiedzę na temat przetwarzania obrazów w dziedzinie częstotliwościowej. W5 Zna podstawowe metody przetwarzania wstępnego obrazów barwnych. W6 Ma wiedzę w zakresie kompresji stratnej obrazów. U1 Potrafi zaimplementować podstawowe algorytmy PS CL K_U15/3; przetwarzania obrazów w środowisku MATLAB. U11/2; U2 Potrafi dobrać odpowiednie techniki przetwarzania PS CL K_U15/3; obrazów do realizacji typowych zadań z zakresu wizji U11/2; maszynowej. U3 Posiada wiedzę pozwalającą na przygotowanie aplikacji z graficznym interfejsem użytkownika. PS CL K_U15/3;
K1 Potrafi współdziałać i pracować w grupie. PS CL K_K03/3 K2 Potrafi zaproponować rozwiązanie algorytmiczne realizujące wybrane cele z zakresu przetwarzania i analizy obrazów cyfrowych. 18. Formy zajęć dydaktycznych i ich wymiar (liczba godzin) W. 30 Ćw. L. 30 P. Sem. 19. Treści kształcenia: PS CL K_K05/2 Wykład Znaczenie informacji obrazowej oraz możliwości jej wykorzystania w sterowaniu, diagnostyce i kontroli jakości. Przykłady zastosowań różnorodnych metod obrazowania w medycynie, nauce i technice. Budowa oka i układu wzrokowego człowieka. Wybrane zagadnienia psychofizjologii widzenia, (percepcja barw i złudzenia optyczne). Wprowadzenie do metod przetwarzania obrazów cyfrowych. Metody akwizycji obrazów cyfrowych. Pojęcia przetwarzania i analizy obrazu. Formaty zapisu informacji obrazowej. Kodowanie informacji obrazowej. Operacje punktowe. Kwantyzacja i próbkowanie. Przetwarzanie histogramowe. Operacje arytmetyczne i logiczne na obrazach. Operacje na poszczególnych bitach obrazu. Filtry liniowe i nieliniowe. Metody redukcji szumów. Podstawowe filtry oparte na statystykach porządkowych. Metody poprawy jakości obrazów. Miary obiektywne jakości obrazów. Detekcja krawędzi, (operatory pierwszej i drugiej pochodnej, operatory LOG i DOG, binaryzacja z histerezą, operator Canny ego). Transformata Hougha. Metody binaryzacji obrazów. Elementy geometrii dyskretnej. Elementy morfologii matematycznej. Transformacja Fouriera i przetwarzanie obrazów w dziedzinie częstotliwości. Transformata kosinusowa i format JPEG. Filtracja szumów i zakłóceń periodycznych metodami częstotliwościowymi. Modele przestrzeni barw. Przetwarzanie obrazów barwnych. Filtracja szumów w obrazach barwnych, (mediana wektorowa). Wybrane zagadnienia kompresji sygnału wizyjnego. Detekcja obiektów. Pomiar i rozpoznawanie obiektów, (współczynniki kształtu, momenty geometryczne). Pomiary na obrazach i interpretacja informacji obrazowej. Metody analizy, generowania i opisu tekstur. Segmentacja obrazów cyfrowych. Zajęcia laboratoryjne 1. Wprowadzenie do pakietu Image Processing Toolbox programu MATLAB. 2. Algorytmy przetwarzania wstępnego. Filtry liniowe, operacje na histogramach, przekształcenia jednopunktowe. 3. Formaty plików graficznych. Analiza wpływu poziomu kompresji obrazu na jego jakość percepcyjną. 4. Redukcja szumów impulsowych w obrazach cyfrowych. Metody filtracji oparte na statystykach porządkujących. 5. Poprawa jakości barwnych obrazów cyfrowych. Filtry oparte na medianie wektorowej. 6. Analiza i klasyfikacja obiektów metodą wyznaczania cech niezmienniczych. 7. Metody binaryzacji obrazów. 8. Zastosowanie morfologii matematycznej do rozpoznawania obiektów. 9. Metody detekcji krawędzi. Transformata Hougha. 10. Przekształcenia geometryczne obrazu. Efekty specjalne. 11. Rozpoznawanie obiektów w barwnych obrazach cyfrowych. Metody histogramowe 20. Egzamin: tak; pisemny 21. Literatura podstawowa: 1. Malina W., Smiatacz M., Cyfrowe przetwarzanie obrazów, EXIT, 2008. 2. Tadeusiewicz R., Korohoda P., Komputerowa analiza i przetwarzanie obrazów, Wydawnictwo Fundacji Postępu Telekomunikacji, Kraków 1997, (książka dostępna on-line). 3. Tadeusiewicz R., Systemy wizyjne robotów przemysłowych, WNT 1992. 4. Gonzalez R.C, Woods R.E., Digital Image Processing, Prentice Hall, 2007. 22. Literatura uzupełniająca: 5. Pratt W., Digital Image Processing, John Willey & Sons, 1991 6. Castleman K.R, Digital Image Processing, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1996 1. Jaehne B., Practical Handbook on Image Processing for Scientific Applications, CRC PRESS, 1997 23. Nakład pracy studenta potrzebny do osiągnięcia efektów kształcenia Lp. Forma zajęć Liczba godzin kontaktowych / pracy studenta 1 Wykład 30/25 2 Ćwiczenia 0/0 3 Laboratorium 30/60
4 Projekt 0/0 5 Seminarium 0/0 6 Inne 0/35 Suma godzin 60/120 24. Suma wszystkich godzin: 180 25. Liczba punktów ECTS: 6 26. Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach z bezpośrednim udziałem nauczyciela akademickiego: 2 27. Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach o charakterze praktycznym (laboratoria, projekty): 2 26. Uwagi: Zatwierdzono:. (data i podpis prowadzącego) (data i podpis dyrektora instytutu/kierownika katedry/ Dyrektora Kolegium Języków Obcych/kierownika lub dyrektora jednostki międzywydziałowej)
INFORMACJE DODATKOWE Tabela pkt. 17 Przykładowe, ogólne kompetencje społeczne zgodne z Rozporządzeniem MNiSW: Tabela pkt. 17 Metoda sprawdzenia efektu kształcenia Egzamin pisemny: Egzamin ustny: Sprawdzian pisemny (przed ćwicz. lab., po zakończeniu partii materiału, itp.): Wykonanie ćwiczenia laboratoryjnego: Realizacja projektu: Przygotowanie sprawozdania ( z laboratorium/ projektu): Obrona projektu/sprawozdania: Formy prowadzenia zajęć: Wykład tradycyjny: WT Wykład multimedialny: WM Ćwiczenia tablicowe: C Laboratorium; L Projekt: P Seminarium: S EP EU SP CL RP PS OP/OS Tabela pkt. 23 Bilans nakładu pracy studenta Godziny kontaktowe Uczestnictwo w wykładach wg siatki godzin Uczestnictwo w ćwiczeniach wg siatki godzin Uczestnictwo w zajęciach projektowych wg siatki godzin Uczestnictwo w zajęciach laboratoryjnych wg siatki godzin Uczestnictwo w zajęciach seminaryjnych wg siatki godzin Uczestnictwo w konsultacjach poza zajęciami wg uznania prowadzącego pozycja inne Obrona sprawozdania laboratorium, projektu, itp. wg uznania prowadzącego pozycja inne Godziny samodzielnej pracy wg uznania prowadzącego suma nie może przekroczyć liczby godz. kontaktowych Przygotowanie własne studenta do wykładu Przygotowanie własne studenta do ćwiczeń Przygotowanie własne studenta do laboratorium (w tym przygotowanie sprawozdania) Przygotowanie własne studenta do projektu (w tym przygotowanie sprawozdania) Przygotowanie własne studenta do seminarium
Przygotowanie własne studenta do egzaminu, kolokwium, sprawdzianu, itp. pozycja inne Uczestnictwo w sprawdzeniu wiadomości (egzamin, kolokwium, itp.) pozycja inne