Przetwarzanie Obrazów



Pobieranie 181.11 Kb.
Strona1/3
Data08.05.2016
Rozmiar181.11 Kb.
  1   2   3
"Przetwarzanie Obrazów" - Pytania egzaminacyjne (2000 QbA & Sp:L v.2.0)
1. Definicje obrazu: a) ciągłego, b) cyfrowego, piksel, rodzaje rozdzielczości.


  • obraz - dwuwymiarowa funkcja intenstwności światła f(x,y); wartość f w przestrzennych wsółrzędnych x,y określa intensywność (jasność) obrazu w tym punkcie, gdzie 0

  • obraz cyfrowy - obraz powstały wskutek przekształcania obrazu ciągłego na tablicę pixeli (greli), którym przypisano wektory cech takich jak poziom jasności, barwa, nasycenie czy jaskrawość.

  • pixel - najmniejszy element (niepodzielny) obrazy cyfrowego, który może mieć przypisane atrybuty różniące się od atrybutów elementów sąsiednich.

  • rozdzielczość - stopień odróżnialności szczegółów na obrazie.

  • rozdzielczość przestrzenna - tym lepsza, im większa wartość N (wielkość obrazu).

  • rozdzielczość poziomów szarości - tym lepsza, im większa wartość M (liczba poziomów szarości).


2. Siatka dyskretna i jej rodzaje, rodzaje sąsiedztwa. Pojęcie dualizmu punkt-oczko siatki..


  • siatka prostokątna (oczko jest kwadratem), sześciokątna, trójkątna

  • rodzaje sąsiedztwa - dla pixeli lub punktów (3,4,6,8 -spójne)

  • dualizm oczko-punkt - (siatka prostokątna) zachowuje zasady np. 8-spójnego; siatka sześciokątna - nie zach. zasad sąsiedztwa (6 przech. w 3 spójne)


3. Paradoks spójności.
4. Dopełnienie obrazu a tło obrazu, średnica podzbioru, spójność itd.


  • spójny - dotyczący podzbioru obrazu, którego dwa dowolne punkty można połączyć łukiem całkowicie zawartym w tym podzbiorze

  • obszar - spójny podzbiór obrazu

  • przekrój - przecięcie linią prostą obszau obrazu

  • dopełnienie - wszystkie pixele obrazu nie należące do danego podzbioru obrazu

  • tło - spójne składowe obrazu, które leżą wewnątrz dopełnienia obrazu i otaczając go

  • dziura - spójna składowa dopełnienia obszaru otoczona przez ten obszar

  • średnica podzbioru - maksymalna odległość międzu dwoma dowolnymi pixelami w podzbiorze obrazu


5. Binaryzacja obrazu i sposoby jej realizacji.


  • binaryzacja obrazu - zmiana obrazu, którego pixele przyjmują wartość z przedziału , na obraz o wartościach 0,1 (obiekt, tło)

  • realizacja : progowanie - zadanie progu o takiej wartości, że w wyniku jedne pixele są kwalfikowane do jednej grupy, reszta zaś do drugiej


6. Segmentacja obrazu i jej cele.


  • segemntacja (etykietowanie) - rozbicie obrazu na fragmenty odpowiadające poszczególnym, widocznym na obrazie obiektom; wydzielenie obszarów obrazu spełniających pewne kryteria jednorodności : kolor obszaru, poziom jasności, faktóra)

  • cel : przygotowanie obrazu do etapu właściwego rozpoznawania obiektów; segmentacja stanowi poziom pośredni pomiędzy poziomem wstępnego przetwarzanai a poziomem analizy obrazu.


7. Co to jest analiza obrazu. Podać i omówić odwzorowanie jakiemu odpowiada analiza obrazu.


  • analiza - proces opisywania lub definiowania obrazu za pomocą jego składowych, właściowści i zależności (wyznaczanie cech obiektów)

  • odwzorowanie : B: D ->X - przypisanie przestrzeni obrazu odpowiadającej przestrzeni wektorów cech (poziomy jasności, współczynniki ształtu)



8. Co to jest rozpoznanie obrazu. Podać i omówić odwzorowania jakim odpowiada rozpoznanie obrazu.


  • rozpoznawanie - analizowanie, opisywanie, identyfikowanie o klasyfikowanie obiektów, zdarzeń lub innych znaczących regularności za pomocą automatycznych lub półautomatycznych środków; efekt rozpoznawania - automatyczna identyfikacja klasy, do której można zaliczyć obiekt.

  • odwzorowanie : C:X -> RL F:RL -> I (X=przestrzeń cech, C - funkcja przynależności (ustalenie miary podobieństwa – dopasowania, RL - L liczb rzeczywistych, I - zbiór indeksów klasy)


9. Co to jest metryka (definicja i 3 podstawowe własności)


  • metryka - pozwala obliczyć różnice pomiędzy poszczególnymi obrazami; odwzorowanie : q:XxX -> R* spełniające dla wszystkich wektorów xX(=1,2,..._ założenie (warunki) :

  • tożsamość - q(u,v)=0 <=> u=v

  • symetria - q(u,v)=q(v,u)

  • warunek trójkąta -q(u,v)<=q(u,z)+q(z,v)

R* zbiór liczb nieujemnych
10. Podstawowe rodzaje metryk i ich interpretacja w dziedzinie przetwarzania obrazów.


  • e
    uklidesowa





  • wady i zalety:

  • odpowiada obiegowej definicji odległości

  • ignorowanie składowych o b. małych wymiarach, długie czasy obliczeń (pierwiastkowanie, podnoszenie do kwadratu)




  • uliczna (Manhattan)





  • C
    zebyszewa (maksymalna)



11. Co to jest system wizyjny. Podstawowe różnice pomiędzy systemem wizyjnym człowieka a komputerowym systemem wizyjnym.


  • system wizyjny - system realizujący proces przetwarzania, analizy i rozpoznawania obrazu (wzrok, skaner)

  • różnice : w zdolność adaptacji rozpoznawanego obrazu, oszacowania i pomiaru obrazu 3D, interpretacja koloru, rozpoznawanie obiektów w przestrzeni 2D i 3D.


12. Co to jest akwizycja obrazu. Podać elementy procesu akwizycji.


  • akwizycja - przetworzenie obrazu obiektu fizycznego do postaci zbioru danych dyskretnych (obraz cyfrowy) nadających się do dalszego przetwarzania.

  • elementy procesu akwizycji : oświetlenie obrazu (kierunek oświetl.), formowanie obrazu (optyczne), detekcja obrazu (skaner...), formowanie wyjściowego sygnału z urządzenia detekcyjnego.


13. Podać rodzaje oświetlenia stosowane w procesie akwizycji obrazu.


  • od przodu : światło odbite - rozróżniane są wymiary i tekstura obiektu

  • kierunkowe i rozproszone - wykrywanie defektów na powierzchni obiektu (jasne obszary / ciemne obszary)

  • strukturalne - wyznaczanie rozmiarów i lokalizacji obiektów 3D na podstawie ich odwzorowań 2D (rzut na płaszczyznę)

  • stroboskopowe - zatrzymanie ruchomego obrazu, redukcja efektu niepożądanego oświetlenia,


14.


  • wstępne przetwarzanie obrazów - celem jest redukcja zniekształceń obrazu powstałych w procesie akwizycji

  • rodzaje zniekształceń :

  • radiometryczne - spowodowane: nierównomiernośćią oświetlenia, błędami konwersji oświetlenia na sygnał elektryczny (błąd detekcj)

  • geometryczne - spowodowane: nieliniowością układów przeglądania, nierównoległością płaszczyzn obrazu i elementu fotoczułego


ZADANIE 14. Przeprowadzić proces korekcji radiometrycznej zadanego obrazu (P(xy)J (przy zadanym jednorodnym jasnym obrazie odniesienia P(x,y)J i przy zadanym obrazie uzyskanym przy zasłoniętym obiektywie (KORA(x,y)J ). M.=16, N=4
ZADANIE I5. Na przykładowych obrazach o parametrach N=4, M.=16 wykazać, w jakich przypadkach istnieje celowość stosowania odszumiania a) czasowego b) przestrzennego.
16. Operacje jednopunktowe (definicja) i ich 2 rodzaje (podać wzory na wartości pikseli obrazu wynikowego dla 1-go i 2-go rodzaju operacji jednopunktowych).


  • operacje jednopunktowe - na wartość pixela obrazu wynikowego o współrz. (i,j) ma wpływ wartość tylko jednego pixela obrazu pierwotnego o współrzędnych (i,j)

  • operacje jednopunktowe jednoargumentowe - na wartość pixela obrazu wynikowego o współrz. (i,j) ma wpływ wartość tylko jednego pixela obrazu pierwotnego o współrzędnych (i,j)

  • operacje jednopunktowe wieloargumentowe - na wartość pixela obrazu wynikowego o współrz. (i,j) mają wpływ tylko wartości pixela obrazów pierwotnych o współrzędnych (i,j)


17. Operatory (wzór i interpretacja graficzna), na zadanym przykładzie podać celowość jego stosowania. Wpływ na histogram.


  • operator progowania (binaryzacji) - wartość 0 dla odcieni mniejszych niż wartośc progu (np.10), wartość 1 dla większych niż wartość progu

  • operator odwrotności (negacji) - wartość pixela obrazu wyjściowego równa się próg minus wartość pixela wejściowego q=15-p

  • operator progowania przedziałami - określamy dolną granicę i górną progu... wartości z przedziału przyjmują wartość 1 pozostałe 0

  • operator progowania przedziałami z zach. poziomów szarości - określamy dolną granicę i górną progu... wartości z przedziału przyjmują wartości poziomów szarości z wydzielonego przedziału pozostałe 0

  • operator rozciągania - (poprawa kontrastu obrazu) (p-p1)*próg/(p2-p1) , reszta 0

  • operator redukcji poziomów szarości -


23. Co to jest histogram obrazu. Jaką wnosi informację o obrazie. Podać przykłady różnych obrazów o takim samym histogramie


  • histogram - graficzna prezentacja liczby pikseli obrazka na poszczególnych poziomach jasności.

  • informacja : można dzięki niemu skontrolować, czy obrazek zawiera dosyć szczegółów, aby zrobić dobrą korektę. Zbyt mała ilość szczegółów może być wynikiem złej jakości skanu lub fotografii albo też zbyt wieloma korektami kolorów, co powoduje utratę wartości poszczególnych pikseli.


24. Operatory dodawania, odejmowania, mnożenia (wzory) i cele ich stosowania.


  • dodawanie – odszumianie


cij=(aij+bij) / k , k –liczba obrazów; przykład: k=2


0

12

142

255




41

11

9

253




7

12

76

254

1

6

40

254




3

5

39

254




2

6

40

254

24

0

20

255




11

1

19

255




18

1

20

255

30

2

10

240




18

2

11

256




23

2

11

248


aij





bij





cij




  • odejmowanie – porównywanie




-14

1

133

2

-2

-19

-60

254

15

-1

-60

254

0

0

-100

-15


cij=| aij- bij|




  • mnożenie

  • ! korekcja nieliniowości cij=k[(aijx bij)+ aij]

  • ! tworzenie okna cij=(aijx bij)


25. Tablica LUT i jej zastosowania.


  • LUT (look-Up Table) -obrazuje zasadę szybkiego wyznaczania wielkości będących wynikiem realizacji zadanego odwzorowania. np: obraz pierwotny na obraz wynikowy

  • zastosowania : uniwersalny operator jednopunktowy (identyczność, odwrotność, progowanie, rozciąganie...) lub jako histogram.


! 26. Operacje sąsiedztwa i ich podział. Tablica LUT w zastosowaniu do operacji sąsiedztwa.


  • operacje sąsiedztwa - na wartość zadanego pixela obrazu wynikowego o współrz. (i,j) mają wpływ wartości pixeli pewnego otoczenia pixela obrazu pierwotnego o w spółrzędnych (i,j)

  • operacje wygładzania - realizacja filtracji dolnoprzepustowej dzielona na liniowe i nieliniowe.

  • liniowe (konwolucyjne) - uwzględniające pewne otoczenie przetwarzanego pixela

  • nieliniowe : logiczne i medianowe

  • operacje wyostrzania - realizacja filtracji górnoprzepustowej dzielona na gradientowe i laplasjanowe.

  • gradientu - gradient intensywności (poziomów szarości) - wrażliwy na intensywność zmiany; używany tylko do detekcji krawędzi.

  • laplasjanu - podaje dodatkową informację o położeniu pixla względem krawędi (po jasnej czy po ciemnej stronie)


ZADANIE WYK3. 27. Przeprowadzić operację wygładzania obrazu z użyciem operatora liniowego (wzór) na zadanym przykładzie. Wpływ na histogram.
ZADANIE WYK3. 28. Podać przykładową macierz wag , odpowiadającą jej maskę konwolucyjną, oraz przeprowadzić operację wygładzania zadanego obrazu o parametrach N oraz M. Wpływ na histogram. Jaki operator (liniowy czy nieliniowy)został użyty?
29. Filtracja logiczna i cel jej stosowania.


  • filtracja logiczna – (1) eliminacja izolowanych punktów i poziomych linii o pojedynczej grubości, (2) eliminacja izolowanych punktów i pionowych linii o pojedynczej grubości, (3) eliminacja izolowanych punktów (trzy warunki)




1

x’=a

if a=d

else x







a




2

x’=b

if b=c

else x




b

x

c

3

x’=c

if a=b=c=d

else x







d





30. Podać zasadę filtracji medianowej i na zadanym przykładzie podać celowość jej stosowania. Wpływ na histogram.



31. Wyostrzanie obrazu. Sposób wyznaczania gradientu i jego własności w odniesieniu do obrazu cyfrowego (cyfowa wersja gradientu).

32. Wyostrzanie obrazu. Sposób wyznaczania laplasjanu i jego własności (cyfrowa wersja laplasjanu) na zadanym przykładzie obrazu cyfrowego.


  • operacje wyostrzania - realizacja filtracji górnoprzepustowej dzielona na gradientowe i laplasjanowe.

  • gradientu - gradient intensywności (poziomów szarości) - wrażliwy na intensywność zmiany; używany tylko do detekcji krawędzi.

  • zastosowanie cyfrowej wersji gradientu daje efekt w postaci widocznych wyraźnych, grubych krawędzi.




Gx




Gy






















-1

2

-1




-1

0

-1

0

0

0




-2

0

2

1

2

1




-1

0

1



  1   2   3


©absta.pl 2019
wyślij wiadomość

    Strona główna