Obdelava digitalnih slik - Naravoslovnotehniška …...RGB barvna slika Sestavljena iz treh 8-bitnih...

Digitalna slika

Interaktivni mediji 2 izr. prof. dr. Aleš Hladnik

Obdelava in analiza slik

Slikovno procesiranje: slika slika

Slikovna analiza: slika informacija

Računalniška grafika: opis slika

Računalniški vid: slika opis in razumevanje

Računalniški vid

Ukvarjali se bomo večinoma le s tema

podpodročjema!

Človeški vs. računalniški vid

? !

Področja uporabe

Multimedija (splet!)

Orodja za interaktivno urejanje/obdelavo slik (Adobe Photoshop, Google Picasa)

3D grafika in modeliranje

Kompresija (stiskanje) slik

Obdelava besedil (OCR!)

Slikovne knjižnice (shranjevanje, dostopanje)

Biomedicina

Astronomija

Geografski informacijski sistemi (GIS)

Zagotavljanje kakovosti v industriji

…

Primeri digitalnih slik

Spekter elektromagnetnega valovanja

Nastanek slike (podobe) – Camera obscura

Nastanek slike – leča

CCD senzor (tipalo) in piksli

CCD tipalo

Optični bralnik

Digitalni fotoaparat

Prizor/analogna slika digitalna slika

Digitalna slika kot 2D funkcija

Digitizacija = prostorska: (x,y) (u,v) & amplitudna (intenzitetna) kvantizacija: F(x,y) I(u,v)

Diskretni vzorec = piksel (2D) oz. voksel (3D)

I(u,v) = 141 [0 … 255]

= 141/256 = 0.55 [0 … 1]

Vzorčenje in prostorska ločljivost

32 x 32 pxl 64 x 64 pxl 128 x 128 pxl 256 x 256 pxl

podvzorčenje

zadostna frekvenca vzorčenja

Frekvenca vzorčenja mora biti vsaj dvakrat večja kot je najmanjša podrobnost, ki jo želimo videti (Nyquistov teorem)

Intenzitetna kvantizacija in barvna globina

16 / 4

Št. odtenkov sivin / barvna globina

8 / 3

4 / 2 2 / 1

(binarna slika)

Koordinatni sistem

Vrste slik

Sivinska (intenzitetna) slika

I(u,v) = 141 [0 … 255]

= 141/256 = 0.55 [0 … 1]

Intenziteta (vrednost) vsakega piksla predstavljena kot sivinski odtenek (8-bitna slika: črna = 0, bela = 255)

Pretvorba v binarno sliko upragovljanje, rastriranje, detekcija robov

Binarna slika

Za zapis vrednosti – kodiranje – vsakega piksla potreben le en bit (možni le dve vrednosti – 0 ali 1)

RGB barvna slika

Sestavljena iz treh 8-bitnih ravnin 2553 = 16,7 mio možnih barv na sliki

Vrednost – barva – piksla predstavljena kot triplet (R,G,B)

Obstajajo številni drugi barvni modeli (HSV, CMYK, …)

Indeksirana slika

Barvna paleta (LUT) vsebuje spisek vseh barv na sliki

Pogosto z ustrezno barvno paleto "psevdoobarvamo" sivinsko sliko, da na njej poudarimo določene podrobnosti

Vsebina informacije se pri tem ne spremeni

Indeksirana slika

Človek je sposoben razločevanja ~30 različnih sivin in ~350000 barvnih odtenkov

Grafični formati

Stiskanje (kompresija) slik in izguba informacij

ImageJ

Odprtokodni program za obdelavo in analizo digitalnih slik: https://imagej.nih.gov/ij/

Wayne Rasband

MATLAB

MATLAB (= MATrix LABoratory) - http://www.mathworks.com/products/matlab/

Okolje in programski jezik za inženirsko delo

Številne funkcije in orodjarne

Image Processing Toolbox: orodja za obdelavo in analizo slik

Druge možnosti Octave - http://www.gnu.org/software/octave/

OpenCV - http://opencv.org

…