Kursplan för Bildbehandling

Kursplan fastställd 2023-01-31 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnImage processing
  • KurskodRRY025
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareMPWPS
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • HuvudområdeElektroteknik, Teknisk fysik
  • InstitutionRYMD-, GEO- OCH MILJÖVETENSKAP
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 29112
  • Max antal deltagare65 (minst 10% av platserna reserveras för utbytesstudenter)
  • Blockschema
  • Sökbar för utbytesstudenterJa

Poängfördelning

0107 Tentamen 7,5 hp
Betygsskala: TH
7,5 hp
  • 26 Okt 2023 em J
  • 04 Jan 2024 em J
  • 23 Aug 2024 em J

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för avancerad nivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Engelska 6
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Matematisk analys i flera variabler och statistik, samt erfarenhet av Matlab.

Syfte

Syftet med kursen är att studenterna bekantar sig med olika tekniker inom modern bildbehandling. Dessa tekniker kan användas för att subjektivt förbättra bildkvaliteten för slutanvändaren (bildförbättring), ta bort kända bildfel och bildförvrängningar (bildrestaurering) och för att minska datamängden behövs vid lagring eller överföring (bildkompression). Några exempel på viktiga tillämpningsområden för bildbehandlingstekniker är medicinsk bildbehandling, astronomi, fjärranalys, automation. I kursen betonas djup förståelse av principerna bakom teknikerna snarare än utantillinlärning av algoritmer.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

  • Visualisera med hjälp av mentala bilder processerna bakom Fouriertransformen i 1D och 2D, samt faltning. Beskriva likheter och skillnader mellan den kontinuerliga och den diskreta Fouriertransformen, samt relationen mellan dem.
  • Välja och tillämpa ändamålsenliga bildförbättringsmetoder utgående från användningsområde. Skilja mellan fall där automatiserade bildförbättringsmetoder ger acceptabla resultat och där de inte gör det.
  • Förstå skillnaderna mellan medelvärdes- och medianfiltrering vid brusreduktion.
  • Visa förståelse för bildutjämning och förbättring av bildskärpan i så väl bilddomänen som Fourierdomänen. Välja mellan optimala metoder för kantdetektering beroende på tillämpning.
  • Beskriva vanliga bildfel som en faltning av den sanna bilden med punktspridningsfunktioner (PSF). Beskriva och bestämma under vilka villkor olika bildrestaureringsalgoritmer kan användas, samt beskriva dessa algoritmers styrkor och svagheter.
  • Beskriva cosinustransform och dess relation till Fouriertransformen.
  • Visa grundläggande förståelse för wavelets och veta hur man använder dem vid datakompression och brusreduktion.
  • Förklara skillnaden mellan förstörande och icke-förstörande komprimeringsmetoder och förklara begreppet dataredundans som källa för kompression. Beskriva delkomponenterna i allmänna kompressor/expanderarealgoritmer. Beräkna teoretiska gränser för förlustfri komprimering med hjälp av Shannons sats för brusfri kodning, samt implementera Huffman kodning.
  • Beskriva olika avbildningsfunktioner som kan användas för bildkomprimering och välja lämplig metod beroende på tillämpning. Visa via exempel varför digital pulskodsmodulation (DPCM) fungerar och är stabil vid kvantiseringsfel.
  • Beskriva de viktigaste delarna i JPEG-standarden.
  • Skriva MATLAB kod för valda bildbehandlingsalgoritmer.

Innehåll

Introduktion. Bildförbättring: transformfunktioner och histogram, utjämning; bildutjämning och bildskärpeförbättring; kantdetektering och brusreduktion; Fourierdomänmetoder. Kontinuerlig och diskret 2D Fouriertransform. Wavelets och Wavelettillämpningar. Bildkomprimering: allmän kompressor/expanderare, kodningsats, Huffman kodning och multi-pixel kodning; körlängdskodning, prediktiv kodning och digital pulskodsmodulation; cosinustransformen, blockkodning, zonmask och tröskelmask; JPEG. Bildrestaurering: linjära rumsinvarianta förvrängningar, punktspridningsfunktion, inversa och pseudoinversa filter; Wiener filter; bildrekonstruktion från projektioner.

Organisation

Föreläsningar, laborationer, övningar och projektarbete.

Litteratur

"Digital Image Processing" 4:e upplagan (2018) av Gonzalez och Woods.

Examination inklusive obligatoriska moment

Projekt och skriftlig tentamen.

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.