Przetwarzanie Obrazów 2014/15
Andrzej Łukaszewski

Literatura wymieniana poniżej

1. Bernd Jahne, Digital Image Processing, 5th edition, Springer-Verlag 2002.
2. Richard Szeliski, Computer Vision: Algorithms and Applications, 2010 (url{http://szeliski.org/Book}).
3. Paolo Prandoni, Martin Vetterli, Signal Processing for Communications, 2008 (url{http://www.sp4comm.org}).
4. R.C.Gonzales, R.E.Woods, Digital Image Processing, 2nd edition, Prentice Hall 2002.
5. W.K.Pratt, Digital Image Processing, 3rd edition, John Wiley & Sons 2001.
6. E.Reinhard, G.Ward, S.Pattanaik, P.Debevec, High Dynamic Range Imaging, Morgan Kaufmann 2006.

Program wykładu i źródła

1. Wstęp
   1. Wymagania
   2. Informacje i Literatura
   3. Historia
   4. Zastosowania
   5. Computer Vision
   6. Hierarchia operacji przetwarzania obrazów
   7. Program
   8. Źródła: {Gonzales} rozdz.:1.1-1.2, {Jahne} rozdz.:1.1-1.6, a także {Szeliski}
2. Obraz i formaty plików graficznych
   1. Obraz
   2. Formaty plików
   3. Prosty format PPM
   4. Format TIFF
   5. JPEG kodowanie i artefakty w praktyce
   6. Formaty HDR (tylko PGK)
   7. Źródła: {Jahne} rozdz.:2.1-2.2, standardy plików dostępne w sieci
3. Operacje per pixel
   1. Operacje arytmetyczne i logiczne
   2. Operacje unarne na pikselach
      1. Negatyw
      2. Log
      3. Gamma
      4. Gain - zmiana kontrastu
      5. LUT
      6. Histogram, histogram skumulowany
      7. Metoda wyrównywania histogramu
   3. Źródła: {Gonzales} rozdz.:3.1-3.4, {Szeliski} więcej o histogramach
4. Transformaty Fouriera
   1. Reprezentacja przestrzenna i widmowa
   2. Obraz jako element przestrzeni wektorowej
   3. Jakie obrazy bazowe ?
   4. Definicje FT
      1. Transformata Fouriera 1D--FT
      2. Dyskretna transformata Fouriera 1D--DFT
      3. Wielowymiarowa transformata Fouriera, 2D--FT
      4. Wielowymiarowa transformata, 2D--DFT
   5. Przykłady FT
   6. Własności
      1. Okresowość
      2. Symetrie
      3. Separowalność
      4. Liniowość FT
      5. Zmiany układu współrzędnych: obrót, shift
      6. Splot
      7. Transformaty gaussiana, box'a
      8. Shift
      9. Inne uwagi
   7. Dyskretne transformacje unitarne
      1. Cosine: DCT, Sine, Hartley
   8. FFT
      1. 1D Radix2 FFT
      2. FFT: inne podziały
      3. Wielowymiarowa FFT
      4. FFT dla liczb rzeczywistych
   9. Źródła: {Jahne} rozdz.:2.3-2.4
5. Operacje na sąsiedztwie
   1. Filtry LSI
      1. Dyskretny splot, brzeg
      2. Symetrie, a efektywność obliczeń
      3. Separowalność, a efektywność obliczeń
      4. Zastosowanie FFT do filtrowania
      5. Odwracalność: warunki i przykłady
   2. Źródła: {Jahne} rozdz.:4.2
   3. Funkcja transferu
   4. Źródła: {Jahne} rozdz.:4.2
   5. Filtry uśredniające
      1. Wymagane własności
      2. Filtr prostokątny
      3. Filtr dwumianowy
   6. Źródła: {Jahne} rozdz.:11.1--5
   7. Wykrywanie krawędzi
      1. Pochodne, gradienty
      2. Hessian, laplasian
      3. Anizotropowośc
      4. Dyskretnie: wersje laplasianu i ich funkcje transferu
      5. Sobel i Canny
      6. Filtry Log i DoG
   8. Źródła: {Jahne} rozdz.:12.1--5, Canny
      1. Krawędzie w obrazach wielokanałowych
   9. Łączenie krawędzi
      1. Łączenie w łańcuchy
      2. Transformata Hough
   10. Źródła: {Szeliski}, {Jahne} rozdz.:16.5
   11. Filtry nieliniowe
       1. Filtr homomorficzny
       2. Filtr medianowy
       3. Selektywny filtr gaussowski
       4. Filtr bilateralny
   12. Źródła: {Gonzales} rozdz.:4.5, {Szeliski}
6. Przekształcenia geometryczne
   1. Próbkowanie i aliasing
   2. Przekształcenie afiniczne dla 3 par punktów
   3. Przekształcenia perspektywiczne
   4. Deformacje przy pomocy kraty
      1. Warping i morphing
   5. Korekcja dystorsji radialnej
   6. Źródła: {Jahne} rozdz.:10.5, {Szeliski} rozdz.:3.6
7. Reprezentacje wielorozdzielczościowe
   1. Piramida gaussowska
      1. Zastosowanie do rejestracji/dopasowywania obrazów
   2. Piramida Laplace'a
      1. Zastosowanie do sklejania panoram: enblend
   3. Wavelety Haar'a
   4. Źródła: {Jahne} rozdz.:5.3 (poza zastosowaniami i waveletami), {Gonzales} rozdz.:7, {Szeliski} rozdz.:3.5
8. Operacje morfologiczne
   1. Dylacja i erozja
   2. Otwarcie i domknięcie
   3. Zastosowania
      1. Operator Hit-Miss
      2. Ekstrakcja brzegu
      3. Wypełnianie spójnego regionu
   4. Uogólnienia dla obrazów w odcieniach szarości
   5. Źródła: {Jahne} rozdz.: 18, {Gonzales} rozdz.: 9
9. Segmentacja
   1. Przegląd metod
      1. Aktywne kontury
      2. Etykietowanie
      3. Mean shift
   2. Algorytm Graphcut
      1. Przykład dla segmentacji
      2. Zastosowanie dla syntezy tekstur
      3. Szybki wybór łatki przy pomocy FFT
      4. Min--Cut i Max--Flow
   3. Źródła: {Szeliski} rozdz.:5, . . .
10. Przetwarzanie obrazów w dziedzinie gradientów
    1. Gradient, dywergencja, laplasjan
    2. Równania Laplace i Poissona
    3. Zastosowania
       1. Seamless cloning
       2. Mixing gradients
       3. Texture flattening
    4. Poisson matting
    5. Źródła: Poisson Image Editing, Poisson Matting, GradientShop
11. Kolor i HDR
    1. Spektrum i model CIE XYZ
    2. Diagram chromatyczny xy
    3. Liniowe modele RGB i korekcja gamma
    4. Korekcja balansu bieli
    5. Modele LMS
    6. Modele percepcyje Lab i Luv
    7. Formaty danych HDR
    8. Rekonstrukcja HDR z wielu ekspozycji
    9. MTB - Median Threshold Bitmap
    10. Rekonstrukcja krzywej odpowiedzi: Debevec i Malik
    11. Mapowanie tonów HDR2LDR
        1. Operator percepcyjny Tumblin-Rushmeier
        2. Metoda Warda oparta na wyrównywaniu histogramu
        3. Globalne i lokalne operatory mapowania tonów
        4. Operator fotograficzny Reinharda
        5. Operator Durand'a z filtrem bilateralnym
        6. Operator Fattal'a oparty na gradientach
    12. Źródła: {Reinhard}
12. Optical Flow
    1. Registration/alignment przy translacji dwóch obrazów
    2. Przegląd metryk do liczenia błędu
    3. NCC Normalized Cross Correlation
    4. Pole wektorowe Optical Flow
    5. Algorytm Lukas-Kanade
    6. Zastosowania Optical Flow
    7. Źródła: {Szeliski} rozdz.: 8