Đề cương Xử lý ảnh

Nội dung text: Đề cương Xử lý ảnh

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PH ÒNG ISO 9001:2008 ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT Môn học XỬ LÝ ẢNH Mã môn: IPR33021 Dùng cho ngành CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Bộ môn phụ trách MẠNG VÀ HỆ THỐNG THÔNG TIN
2. THÔNG TIN VỀ CÁC GIẢNG VIÊN CÓ THỂ THAM GIA GIẢNG DẠY MÔN HỌC 1. ThS. Đặng Quang Huy - Giảng viên cơ hữu - Chức danh, học hàm, học vị: Thạc sỹ - Thuộc bộ môn: Mạng và Hệ thống Thông tin - Địa chỉ liên hệ: Bộ môn Mạng và Hệ thống Thông tin – Trường Đại học Dân lập Hải Phòng - Điện thoại: 0904108946. Email: huydq@hpu.e du.vn - Các hướng nghiên cứu chính: Đồ họa máy tính, Xử lý ảnh. 2. ThS. Ngô Trường Giang - Giảng viên cơ hữu - Chức danh, học hàm, học vị: Thạc sỹ - Thuộc bộ môn: Mạng và Hệ thống Thông tin - Địa chỉ liên hệ: Bộ môn Mạng và Hệ thống Thông tin - Điện thoại: 0904051206 Email: giangnt@hpu.edu.vn - Các hướng nghiên cứu chính: Xử lý ảnh, Đồ họa máy tinh, Khai phá dữ liệu, Máy học. - 3.Thông tin về trợ giảng (nếu có): - Họ và tên: - Chức danh, học hàm, học vị: - Thuộc bộ môn/lớp: - Địa chỉ liên hệ: - Điện thoại: Email: - Các hướng nghiên cứu chính:
3. THÔNG TIN VỀ MÔN HỌC 1. Thông tin chung: - Số đơn vị học trình/ tín chỉ: 2 tín chỉ - Các môn học tiên quyết: Lập trình hướng đối tượng, Cấu trúc dữ liệu và giải thuật, Đồ họa máy tính - Các môn học kế tiếp: - Các yêu cầu đối với môn học: Bài giảng chi tiết, máy chiếu, Phòng thực hành. - Thời gian phân bổ đối với các hoạt động: + Nghe giảng lý thuyết: 15 tiết + Làm bài tập trên lớp: 7 tiết + Thảo luận: 6 tiết + Thực hành, thực tập (ở PTN, nhà máy, điền dã, ): 14 tiết + Hoạt động theo nhóm: + Tự học: 90 tiết + Kiểm tra: 3 tiết 2. Mục tiêu của môn học : - Kiến thức: Trang bị kiến thức cơ sở về mô hình toán học dùng trong xử lý ảnh, các phương pháp phân tích và xử lý ảnh số, các tư duy về các ứng dụng xử lý ảnh trong thực tế. - Kỹ năng: Trang bị cho sinh viên các kỹ năng lập trình cho các giải thuật. - Thái độ: Tạo cho sinh viên tinh thần phấn khởi, tin tưởng và yêu thích môn học, ngành học. 3. Tóm tắt nội dung môn học: - Môn học giới thiệu về: Các khái niệm về xử lý ảnh, các thuộc tính của ảnh, các phép biến đổi ảnh, các phương pháp phân tích và tiền xử lý ảnh, các phương pháp nén ảnh. 4. Học liệu: Bắt buộc [1].Lương Mạnh Bá và Nguyễn Thanh Thuỷ - Nhập môn xử lý ảnh số -Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, 2000. [2].Luong Chi Mai - Introduction to Computer Vision and Image Processi ng – UNESCO Modul Institute of Information technology. Tham khảo [3].Nguyễn Kim Sách - Kỹ thuật xử lý ảnh và video số - Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật,1999. [4].Digital Image Processing Algorithms Prentice Hall International (UK) Ltd, 1993
4. [5].Michael P.Ekstrom - Digital Image Processing Techniques , cademic Press, INC – 1984 [6].John G.Proakis & Dimitris G.Manolakis, Digital Signal Processing, 1996 [7].Đỗ Năng Toàn, Phạm Việt Bình – Giáo trình xử lý ảnh -Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, 2008. 5. Nội dung và hình thức dạy - học: Hình thức dạy – học Nội dung Tổng Lý Bài Th TH, TN, T Ki (Ghi cụ thể theo từng chương, mục, tiểu mục) ảo ự học, ểm (tiết) thuyết tập luận điền dã tự NC tra Chương 1: Tổng quan về xử lý ảnh 2 1 6 9 1.1. Xử lý ảnh là gì 1.2. Các vấn đề cơ bản trong xử lý ảnh 1.2.1. Một số khái niệm 1.2.2. Thu nhận và biểu diễn 1.2.3. Nâng cấp và biến đổi ảnh 2 1 1.2.4. Phân tích ảnh 1.2.5. Nhận dạng ảnh 1.2.6. Nén ảnh 1.3. Các lĩnh vực ứng dụng của xử lý ảnh Chương 2: Biểu diễn ảnh 3 3 12 18 1.1. Cảm nhận trực quan 1.2. Biểu diễn màu 1.2.1. Không gian màu RGB 1 1.2.2. Không gian màu CMY 1.2.3. Không gian màu HIS 1.2.4. Không gian màu YCbCr 1.3. Thu nhận và biểu diễn ảnh 1.3.1. Thu nhận ảnh 1 1.3.2. Biểu diễn ảnh 1.4. Lưu trữ ảnh 1 3 1.5. Một số định dạng ảnh cơ bản
5. Hình thức dạy – học Nội dung Tổng (Ghi cụ thể theo từng chương, mục, tiểu mục) Lý Bài Thảo TH, TN, Tự học, Kiểm (tiết) thuyết tập luận điền dã tự NC tra Chương 3: Xử lý nâng cao chất lượng ảnh 2 2 1 3 18 1 27 3.1. Giới thiệu 3.2. Các phép toán thống kê 3.2.1. Biến đổi mức xám 3.2.2. Kỹ thuật Histogram 1.5 1 0.5 1 3.2.3. Các phép toán đa ảnh 3.3. Các phép toán không gian 3.3.1. Biến đổi phụ thuộc không gian 3.3.2. Nhân chập và mẫu 3.3.3. Kỹ thuật lọc trung bình 3.3.4. Kỹ thuật lọc trung bình k phần tử 0.5 1 0.5 2 1 3.3.5. Kỹ thuật lọc trung vị Chương 4: Phân đoạn và tìm biên 3 2 1 3 18 27 1.1. Giới thiệu 1.2. Phương pháp phát hiện biên 1.2.1. Kỹ thuật phát hiện biên Gradient 1.5 1 0.5 2 1.2.2. Kỹ thuật phát hiện biên laplace 1.2.3. Kỹ thuật phát hiện biên Canny 1.3. Phương pháp phân đoạn ảnh 1.3.1. Phân đoạn ảnh dựa theo ngưỡng 1.5 1 0.5 1 1.3.2. Phân đoạn theo miền đồng nhất 1.3.3. Phân đoạn dựa theo kết cấu Chương 5: Phép toán hình thái học 3 2 1 2 1 5.1. Định nghĩa phép toán hình thái 1.2. Các phép toán hình thái cơ sở 1.2.1. Phép co ảnh nhị phân 2 1 1 1.2.2. Phép dãn ảnh nhị phân 1.2. Phép toán đóng mở
6. Hình thức dạy – học Nội dung Tổng (Ghi cụ thể theo từng chương, mục, tiểu mục) Lý Bài Thảo TH, TN, Tự học, Kiểm (tiết) thuyết tập luận điền dã tự NC tra 5.4. Xương và kỹ thuật tìm xương 5.4.1.Xương dựa trên làm mảnh ảnh 1 1 1 1 1 5.4.2.Xương không dựa trên làm mảnh Chương 6: Nén ảnh 1 1 6 9 6.1. Tổng quan về nén dữ liệu ảnh 6.2. Một số phương pháp nén ảnh 6.2.1. Phương pháp Run Length Encoding 1 1 1 6.2.2. Phương pháp Huffman 6.2.3. Phương pháp LZW 6.2.4. Phương pháp nén JPEG Chương 7: Một số ứng dụng 1 1 3 12 1 18 7.1. Phát hiện một số đối tượng cơ bản 7.1.1. Biến đổi Hough 7.1.2. Ứng dụng của biến đổi Hough 1 1 3 1 7.2. Tra cứu ảnh dựa vào các đặc trưng 7.3. Nhận dạng chữ. Tổng (tiết) 18 7 3 14 90 3 135 6. Lịch trình tổ chức dạy – học cụ thể: Chi tiết về hình thức tổ Nội dung yêu cầu SV Ghi Tuần Nội dung chức dạy - học phải chuẩn bị trước chú Chương 1: Tổng quan về xử lý ảnh Giảng viên giảng, dẫn dắt 1.1. Xử lý ảnh là gì đặt vấn đề để nêu bật ý 1.2. Các vấn đề cơ bản trong xử lý nghĩa của môn học. ảnh - Giảng viên hướng dẫn 1.2.1. Một số khái niệm sinh viên cách tìm kiếm 1. 1.2.2. Thu nhận và biểu diễn và sử dụng các tài liệu 1.2.3. Nâng cấp và biến đổi ảnh tham khảo 1.2.4. Phân tích ảnh - Tóm tắt nội dung 1.2.5. Nhận dạng ảnh chương, đưa ra các yêu cầu cần chuẩn bị cho bài 1.2.6. Nén ảnh sau. 1.2.7. Các lĩnh vực ứng dụng
7. Chi tiết về hình thức tổ Nội dung yêu cầu SV Ghi Tuần Nội dung chức dạy - học phải chuẩn bị trước chú Chương 2: Biểu diễn ảnh 2.1. Cảm nhận trực quan Trả lời các thắc mắc và 2.2. Biểu diễn màu câu hỏi của sinh viên 2.2.1. Không gian màu RGB - Giảng viên giảng, nêu 2.2.2. Không gian màu CMY vấn đề để nêu bật ý nghĩa Xem lại phần biểu 2.2.3. Không gian màu HIS của bài học. 2. diễn màu trong đồ họa 2.2.4. Không gian màu YCbCr - Giáo viên hệ thống hóa máy tính 2.3. Thu nhận và biểu diễn ảnh kiến thức, tổng kết lại nội 2.3.1. Thu nhận ảnh dung, đưa ra các yêu cầu mới để sinh viên về 2.3.2. Biểu diễn ảnh chuẩn bị cho bài học sau. 2.4. Lưu trữ ảnh 2.5. Một số định dạng ảnh cơ bản SV Làm theo hướng dẫn chi tiết trong bài thực hành Chu Th à hi ẩn bị nội dung 3. ực hành bài 1: Đọc v ển thị ảnh trong yêu c ài th Bitmap Giáo viên giải đáp và ầu b ực hướng dẫn cách sửa lỗi hành trong chương trình Chương 3: Xử lý nâng cao chất - Thảo luận các vấn đề lượng ảnh phát sinh từ bài học trước 3.1. Giới thiệu - Giảng viên giảng, nêu 3.2. Các phép toán thống kê vấn đề ,tổ chức thảo luận. Xem lại phần cấu trúc 4. file ảnh, kỹ năng lập 3.2.1. Biến đổi mức xám - Giáo viên hệ thống hóa kiến thức, tổng kết lại nội trình C 3.2.2. Kỹ thuật Histogram dung, đưa ra các yêu cầu 3.2.3. Các phép toán đa ảnh mới để sinh viên về chuẩn bị cho bài học sau 3.3. Các phép toán không gian 3.3.1. Biến đổi phụ thuộc không Thảo luận các vấn đề gian phát sinh từ bài học trước 3.3.2. Nhân chập và mẫu - Giảng viên giảng, nêu Tham khảo tài liệu về v x 3.3.3. Kỹ thuật lọc trung bình ấn đề ,tổ chức thảo luận. ử lý tín hiệu, xem lại 5. - Giáo viên h phần thao tác trên 3.3.4. Kỹ thuật lọc trung bình k phần ệ thống hóa ki mảng trong ngôn ngữ tử ến thức, tổng kết lại nội dung, đưa ra các yêu cầu C 3.3.5. K ỹ thuật lọc trung vị mới để sinh viên về chuẩn 3.4. Bài tập bị cho bài học sau Bài kiểm tra số 1 SV Làm theo hướng dẫn Bài thực hành số 2: Các kỹ thuật nâng chi tiết trong bài thực hành Chuẩn bị nội dung 6. cao chất lượng ảnh Giáo viên giải đáp và trong yêu cầu bài thực hướng dẫn cách sửa lỗi hành trong chương trình
8. Chi tiết về hình thức tổ Nội dung yêu cầu SV Ghi Tuần Nội dung chức dạy - học phải chuẩn bị trước chú Thảo luận các vấn đề Chương 4: Phân đoạn và tìm biên phát sinh từ bài học trước 4.1. Giới thiệu - Giảng viên giảng, nêu 4.2. Phương pháp phát hiện biên vấn đề ,tổ chức thảo luận. Xem lại phần đạo 4.2.1. K ên - Giáo viên h 7. ỹ thuật phát hiện bi ệ thống hóa hàm bậc nhất, đạo Gradient ki n ến thức, tổng kết lại ội hàm bậc 2 4.2.2. Kỹ thuật phát hiện biên dung, đưa ra các yêu cầu laplace mới để sinh viên về chuẩn bị cho bài học sau 4.2.3. Kỹ thuật phát hiện biên Canny Thảo luận các vấn đề phát sinh t ài h 4.3. Phương pháp phân đoạn ảnh ừ b ọc trước - Gi ên gi êu 4.3.1. Phân đoạn ảnh dựa theo ảng vi ảng, n v Xem l ngưỡng ấn đề ,tổ chức thảo luận. ại phần đạo 8. - Giáo viên h hàm bậc nhất, đạo 4.3.2. Phân đoạn theo miền đồng ệ thống hóa ki hàm bậc 2, entropy nhất ến thức, tổng kết lại nội dung, đưa ra các yêu cầu 4.3.3. heo k Phân đoạn dựa t ết cấu mới để sinh viên về chuẩn 4.4. Bài tập bị cho bài học sau SV Làm theo hướng dẫn Bài thực hành số 3: Các kỹ thuật phân chi tiết trong bài thực hành Chuẩn bị nội dung 9. đoạn và tìm biên Giáo viên giải đáp và trong yêu cầu bài thực hướng dẫn cách sửa lỗi hành trong chương trình Thảo luận các vấn đề Chương 5: Phép toán hình thái học phát sinh từ bài học trước - Gi ên gi êu ảng vi ảng, n Xem lại phép toán 5.1. Định nghĩa phép toán hình thái v th ấn đề ,tổ chức ảo luận. trên tập hợp 10. 5.2. Các phép toán hình thái cơ sở - Giáo viên h ệ thống hóa Tham khảo tài liệu 1.2.1. Phép co ảnh nhị phân kiến thức, tổng kết lại nội liên quan 1.2.2. Phép dãn ảnh nhị phân dung, đưa ra các yêu cầu 5.3. Phép toán đóng mở mới để sinh viên về chuẩn bị cho bài học sau Thảo luận các vấn đề phát sinh từ bài học trước 5.4. Xương và kỹ thuật tìm xương - Giảng viên giảng, nêu vấn đề ,tổ chức thảo luận. Làm bài tập về nhà 5.4.1.Xương dựa trên làm mảnh ảnh 11. - Giáo viên hệ thống hóa Tham khảo tài liệu 5.4.2.Xương không dựa trên làm kiến thức, tổng kết lại nội liên quan mảnh dung, đưa ra các yêu cầu mới để sinh viên về chuẩn bị cho bài học sau
9. Chi tiết về hình thức tổ Nội dung yêu cầu SV Ghi Tuần Nội dung chức dạy - học phải chuẩn bị trước chú SV Làm theo hướng dẫn Bài thực hành số 4: Các phép toán chi tiết trong bài thực hành Chuẩn bị nội dung 12. hình thái và tìm xương Giáo viên giải đáp và trong yêu cầu bài thực Bài kiểm tra số 2 hướng dẫn cách sửa lỗi hành trong chương trình Chương 6: Nén ảnh Thảo luận các vấn đề 6.1. Tổng quan về nén dữ liệu ảnh phát sinh từ bài học trước 6.2. Một số phương pháp nén ảnh - Giảng viên giảng, nêu v 6.2.1. ấn đề ,tổ chức thảo luận. Tham kh ài li 13. Phương pháp Run Length ảo t ệu Encoding - Giáo viên hệ thống hóa liên quan kiến thức, tổng kết lại nội 6.2.2. Phương pháp Huffman dung, đưa ra các yêu cầu 6.2.3. Phương pháp LZW mới để sinh viên về chuẩn 6.2.4. Phương pháp nén JPEG bị cho bài học sau Bài kiểm tra số 3 Chương 7: Một số ứng dụng Thảo luận các vấn đề phát sinh t ài h 7.1. Phát hiện một số đối tượng cơ ừ b ọc trước bản - Giảng viên giảng, nêu vấn đề ,tổ chức thảo luận. 7.1.1. Biến đổi Hough Tham khảo tài liệu 14. - Giáo viên h 7.1.2. Ứng dụng của biến đổi Hough ệ thống hóa liên quan kiến thức, tổng kết lại nội 7.2. Tra c ứu ảnh dựa vào các đặc dung, đưa ra các yêu cầu trưng mới để sinh viên về chuẩn 7.2.1. Nhận dạng chữ. bị cho bài học sau Bài thực hành số 5: Phát hiện đói SV Làm theo hướng dẫn chi ti ài th ành tượng cơ bản ết trong b ực h Chuẩn bị nội dung 15. Giáo viên gi à trong yêu cầu bài thực Ôn tập ải đáp v hướng dẫn cách sửa lỗi hành trong chương trình 7. Tiêu chí đánh giá nhiệm vụ giảng viên giao cho sinh viên: - Dựa vào kết quả của các bài kiểm tra và các buổi thảo luận 8. Hình thức kiểm tra, đánh giá môn học: - Làm bài tập, thực hành. - Kiểm tra định kỳ, - Thi hết môn – Bảo vệ bài tập lớn 9. Các loại điểm kiểm tra và trọng số của từng loại điểm: - Điểm quá trình: 3/10 trong đó: + Chuyên cần: 40% + Kiểm tra thường xuyên: 30% + Thực hành: 30%
10. - Thi hết môn: 7/10 10. Yêu cầu của giảng viên đối với môn học: - Yêu cầu về điều kiện để tổ chức giảng dạy môn học (giảng đường, phòng máy, ): + Giảng đường, máy chiếu. + Phòng thực hành với máy tính cấu hình cao cài các công cụ hỗ trợ lập trình - Yêu cầu đối với sinh viên (sự tham gia học tập trên lớp, quy định về thời hạn, chất lượng các bài tập về nhà, ): + Tham gia học tập trên lớp từ 70% số tiết trở lên, hoàn thành các bài kiểm tra định kỳ, dự buổi thảo luận trên lớp. + Sinh viên phải chuẩn bị tài liệu môn học theo yêu cầu của Giảng viên. Hải Phòng, ngày 22 tháng 6 năm 2011 Chủ nhiệm Bộ môn Người viết đề cương chi tiết Ths. Ngô Trường Giang Ths. Đặng Quang Huy ///