Detail předmětu
Pokročilé techniky zpracování obrazu
FEKT-MPC-PZOAk. rok: 2021/2022
Předmět je zaměřen na teorii i praxi pokročilých metod zpracování a analýzy obrazu včetně videosekvencí. Hlavními probíranými oblastmi jsou model kamery, její kalibrace, DFT filtrace obrazu, konvoluce, rozpoznávání objektů, biometrických znaků (kůže, obličeje, papilárních linií), epipolární geometrie, analýza stereo páru obrazů, korespondenční problém, extrakce prostorové informace, dynamické programování, homografie, optický tok, sledování pohybu objektu ve scéně. Důraz je kladen na praktickou stránku zpracování obrazu, tedy algoritmizace a implementace obecně formulovaných úloh.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
- popsat základní pojmy digitálního zpracování obrazu,
- aplikovat principy algoritmizace zpracování obrazu pomocí knihovny OpenCV,
- popsat techniky jasových transformací,
- definovat geometrické transformace obrazu,
- využít homogenní souřadnice,
- interpretovat Diskrétní Fourierovu Transformaci obrazu a filtraci obrazu ve frekvenční oblasti,
- popsat pojmy konvoluce, filtrace a detekce hran v prostorové oblasti,
- popsat základy segmentace obrazu,
- interpretovat matematický model kamery,
- popsat skládání panoramatického pohledu,
- demonstrovat vlastnosti epipolární geometrie,
- popsat principy biometrické obrazové identifikace,
- popsat principy extrakce prostorové informace,
- popsat princip, problémy a metody stanovení optického toku.
Prerekvizity
popsat základní kroky digitalizace signálu,
interpretovat základní princip derivace jednorozměrné funkce,
ovládat základní operátory a funkce jazyka C++,
popsat základní operace maticového počtu,
popsat základní principy euklidovské geometrie,
praktikovat výpočty s komplexními čísly,
diskutovat základní pojmy z oblasti pravděpodobnosti a statistiky.
Obecně jsou požadovány znalosti na úrovni ukončeného bakalářského studia.
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „pracovníka znalého pro samostatnou činnost“ dle Vyhl. 50/1978 Sb., kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
- až 40 bodů z testů v laboratorních cvičeních
Písemná závěrečná zkouška se koná na konci semestru. Jsou v ní jednoduché úkoly ve formě dotazu na matematické odvození, předpoklady algoritmů, základní rovnice a principy metod, často ve formě doplňovacího kvízu.
V laboratorních cvičeních se konají dva praktické testy (v 6. a 12. týdnu semestru) každý za max. 20 bodů. Testy obsahují úkoly časově a tematicky adekvátní obsahu realizovaných laboratorních cvičení. Pro připuštění k psané zkoušce není stanoven žádný limit bodového zisku z laboratorních testů.
Osnovy výuky
2. Jasové transformace, ekvalizace histogramu.
3. Geometrické transformace obrazu, homogenní souřadnice, interpolační techniky.
4. Diskrétní Fourierova Transformace obrazu, filtrace obrazu ve frekvenční oblasti.
5. Zpracování obrazu v prostorové oblasti, konvoluční teorém, filtrace, detekce hran.
6. Základy segmentace, automatické nalezení prahu, Cannyho detektor hran, Viola-Jones objektový detektor.
7. Model kamery, paralelní promítání, perspektivní promítání, translace, rotace, kalibrace.
8. Homografie, skládání panoramatického pohledu: projektivní transformace, válcové panorama, kulové panorama, základy automatického hledání korespondencí.
9. Epipolární geometrie, stereopár obrazů, rektifikace.
10.Biometrická obrazová identifikace, PCA, rozpoznání podle obličeje.
11.Extrakce prostorové informace, korespondenční problém, disparitní prostor, dynamické programování.
12.Optický tok, sledování objektu, pohybu ve scéně, metody dle Horna-Schuncka, Lucase-Kanadeho, Farnebäcka.
Učební cíle
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Základní literatura
ŘÍHA, K.: Pokročilé techniky zpracování obrazu, skripka, VUT v Brně, 2012. ISBN: 978-80-214-4894-0 (CS)
Doporučená literatura
HLAVÁČ V., ŠONKA M.: Počítačové vidění, Grada, Praha 1992, ISBN 80-85424-67-3. (CS)
PRATA, S.: Mistrovství v C++, Computer Press 2013, ISBN: 978-80-251-3828-1. (CS)
Elearning
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program MPC-AUD magisterský navazující
specializace AUDM-TECH , 2 ročník, letní semestr, povinně volitelný
specializace AUDM-ZVUK , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný - Program MPC-IBE magisterský navazující 2 ročník, letní semestr, povinně volitelný
- Program MPC-MEL magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
- Program MPC-TIT magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
Typ (způsob) výuky
Elearning