Wydział Elektryczny - Teleinformatyka (S1)
Sylabus przedmiotu Przetwarzanie obrazów:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Teleinformatyka | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Przetwarzanie obrazów | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Przetwarzania Sygnałów i Inżynierii Multimedialnej | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Krzysztof Okarma <Krzysztof.Okarma@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Jarosław Fastowicz <jaroslaw.fastowicz@zut.edu.pl>, Eugeniusz Kornatowski <Eugeniusz.Kornatowski@zut.edu.pl>, Kamil Maliński <kamil.malinski@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 5,0 | ECTS (formy) | 5,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Znajomość matematyki w zakresie umożliwiającym wykorzystywanie operacji na macierzach. |
| W-2 | Umiejętność wykorzystywania środowisk obliczeń numerycznych (MathCad lub Matlab). |
| W-3 | Znajomość podstaw programowania strukturalnego. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studentów z algorytmami i technikami przetwarzania obrazów, a także ich kompresji. |
| C-2 | Ukształtowanie umiejętności implementacji prostych algorytmów przetwarzania obrazów w wybranym środowisku. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Operacje arytmetyczne, logiczne i geometryczne na obrazie. | 4 |
| T-L-2 | Zniekształcanie obrazów. | 2 |
| T-L-3 | Liniowa filtracja obrazów | 4 |
| T-L-4 | Nieliniowa filtracja obrazów | 2 |
| T-L-5 | Filtracja obrazów z użyciem transformat. | 2 |
| T-L-6 | Przetwarzanie obrazów kolorowych - filtracja, redukcja liczby kolorów | 4 |
| T-L-7 | Histogram obrazu i operacje na histogramie. | 2 |
| T-L-8 | Binaryzacja obrazów, wpływ nierównomierności oświetlenia. | 2 |
| T-L-9 | Operacje morfologiczne. | 4 |
| T-L-10 | Kompresja stratna obrazów. | 2 |
| T-L-11 | Zaliczenie końcowe zajęć laboratoryjnych. | 2 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Obraz cyfrowy – klasy, reprezentacja, przekształcenia obrazów. Operacje arytmetyczne i logiczne na obrazach cyfrowych. | 2 |
| T-W-2 | Przekształcenia geometryczne, zapis macierzowy. Zniekształcanie obrazów cyfrowych. Przekształcenie afiniczne, odwzorowanie dwuliniowe, morphing. | 3 |
| T-W-3 | Akwizycja obrazów cyfrowych. Modele barw. Metody redukcji liczby barw. | 3 |
| T-W-4 | Lokalna obróbka oraz filtracja obrazów (pojęcie maski filtru, filtry dolnoprzepustowe, górnoprzepustowe, krawędziowe, konturowe, medianowe). | 4 |
| T-W-5 | Techniki przetwarzania obrazów kolorowych | 2 |
| T-W-6 | Metody częstotliwościowe przetwarzania obrazu (pojęcie dwuwymiarowej transformacji Fouriera, widmo obrazu cyfrowego, filtracja w dziedzinie częstotliwości). | 2 |
| T-W-7 | Przetwarzanie i filtracja obrazów z użyciem transformat. | 2 |
| T-W-8 | Histogram i operacje na histogramie. Binaryzacja. | 2 |
| T-W-9 | Przekształcenia morfologiczne obrazów binarnych (erozja, dylatacja, otwarcie, zamknięcie, ścienianie, pogrubianie, SKIZ), alfabet Golay’a. | 3 |
| T-W-10 | Algorytmy stratne i bezstratne kompresji danych w przetwarzaniu obrazów. Kodowanie Shannona-Fano. Kodowanie Huffmana. Kodowanie typu Run-Length. Kodowanie słownikowe. Kodowanie arytmetyczne. Standardy LZ77, LZ78 i LZW. | 4 |
| T-W-11 | Kodowanie danych multimedialnych. Dyskretna transformacja kosinusowa (DCT) i jej zastosowanie do kompresji obrazów. Algorytm JPEG. | 3 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-L-2 | Przygotowanie teoretyczne do ćwiczeń laboratoryjnych. | 20 |
| A-L-3 | Dokończenie ćwiczeń (zadania domowe) | 13 |
| A-L-4 | Konsultacje | 2 |
| 65 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-W-2 | Uzupełnienie wiedzy z literatury. | 15 |
| A-W-3 | Przygotowanie do egzaminu. | 14 |
| A-W-4 | Egzamin | 1 |
| 60 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | podająca - wykład informacyjny |
| M-2 | praktyczna - ćwiczenia laboratoryjne |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: egzamin pisemny |
| S-2 | Ocena podsumowująca: końcowe zaliczenie laboratorium |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TI_1A_C15_W01 Student posiada wiedzę z zakresu metod i algorytmów przetwarzania obrazów, w tym przetwarzania wstępnego na potrzeby ich analizy | TI_1A_W06, TI_1A_W01 | — | — | C-1 | T-W-1, T-W-4, T-W-3, T-W-5, T-W-7, T-W-8, T-W-6, T-W-2, T-W-9 | M-1 | S-1 |
| TI_1A_C15_W02 Student posiada wiedzę z zakresu metod i algorytmów bezstratnej i stratnej kompresji obrazów | TI_1A_W06, TI_1A_W01 | — | — | C-2 | T-W-10, T-W-11 | M-1 | S-1 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TI_1A_C15_U01 Student potrafi zaimplementować wybrane algorytmy przetwarzania obrazów w wybranym środowisku. | TI_1A_U06, TI_1A_U09 | — | — | C-2 | T-L-1, T-L-9, T-L-6, T-L-3, T-L-4, T-L-10, T-L-5, T-L-11, T-L-7, T-L-8, T-L-2 | M-2 | S-2 |
| TI_1A_C15_U02 Student potrafi dokonać analizy możliwych rozwiązań praktycznego problemu z zakresu algorytmów przetwarzania obrazów oraz dobrać właściwą metodę jego rozwiązania. | TI_1A_U06, TI_1A_U09 | — | — | C-2 | T-L-1, T-L-9, T-L-6, T-L-3, T-L-4, T-L-10, T-L-5, T-L-11, T-L-7, T-L-8, T-L-2 | M-2 | S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| TI_1A_C15_W01 Student posiada wiedzę z zakresu metod i algorytmów przetwarzania obrazów, w tym przetwarzania wstępnego na potrzeby ich analizy | 2,0 | Nie spełnia wymogów uzyskania oceny dostatecznej uzyskując poniżej 50% punktacji z pytań egzaminacyjnych z zakresu metod i algorytmów przetwarzania obrazów |
| 3,0 | Posiada wiedzę na temat metod i algorytmów przetwarzania obrazów, udokumentowaną uzyskaniem punktacji w zakresie 50-60% z pytań egzaminacyjnych z tego zakresu. | |
| 3,5 | Posiada wiedzę na temat metod i algorytmów przetwarzania obrazów, udokumentowaną uzyskaniem punktacji w zakresie 61-70% z pytań egzaminacyjnych z tego zakresu. | |
| 4,0 | Posiada wiedzę na temat metod i algorytmów przetwarzania obrazów, udokumentowaną uzyskaniem punktacji w zakresie 71-80% z pytań egzaminacyjnych z tego zakresu. | |
| 4,5 | Posiada wiedzę na temat metod i algorytmów przetwarzania obrazów, udokumentowaną uzyskaniem punktacji w zakresie 81-90% z pytań egzaminacyjnych z tego zakresu. | |
| 5,0 | Posiada wiedzę na temat metod i algorytmów przetwarzania obrazów, udokumentowaną uzyskaniem punktacji w zakresie 91-100% z pytań egzaminacyjnych z tego zakresu. | |
| TI_1A_C15_W02 Student posiada wiedzę z zakresu metod i algorytmów bezstratnej i stratnej kompresji obrazów | 2,0 | Nie spełnia wymogów uzyskania oceny dostatecznej uzyskując poniżej 50% punktacji z pytań egzaminacyjnych z zakresu metod i algorytmów bezstratnej i stratnej kompresji obrazów. |
| 3,0 | Posiada wiedzę na temat metod i algorytmów bezstratnej i stratnej kompresji obrazów, udokumentowaną uzyskaniem punktacji w zakresie 50-60% z pytań egzaminacyjnych z tego zakresu. | |
| 3,5 | Posiada wiedzę na temat metod i algorytmów bezstratnej i stratnej kompresji obrazów, udokumentowaną uzyskaniem punktacji w zakresie 61-70% z pytań egzaminacyjnych z tego zakresu. | |
| 4,0 | Posiada wiedzę na temat metod i algorytmów bezstratnej i stratnej kompresji obrazów, udokumentowaną uzyskaniem punktacji w zakresie 71-80% z pytań egzaminacyjnych z tego zakresu. | |
| 4,5 | Posiada wiedzę na temat metod i algorytmów bezstratnej i stratnej kompresji obrazów, udokumentowaną uzyskaniem punktacji w zakresie 81-90% z pytań egzaminacyjnych z tego zakresu. | |
| 5,0 | Posiada wiedzę na temat metod i algorytmów bezstratnej i stratnej kompresji obrazów, udokumentowaną uzyskaniem punktacji w zakresie 91-100% z pytań egzaminacyjnych z tego zakresu. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| TI_1A_C15_U01 Student potrafi zaimplementować wybrane algorytmy przetwarzania obrazów w wybranym środowisku. | 2,0 | Nie spełnia wymogów uzyskania oceny dostatecznej, uzyskując punktację poniżej 50% łącznie z oceny wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych i zaliczenia końcowego z zakresu implementacji podstawowych algorytmów przetwarzania obrazów w wybranym środowisku. |
| 3,0 | Student potrafi zaimplementować w wybranym środowisku podstawowe algorytmy przetwarzania obrazów w wybranym środowisku, uzyskując punktację w zakresie 50-60% łącznie z oceny wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych i zaliczenia końcowego z tego zakresu. | |
| 3,5 | Student potrafi zaimplementować w wybranym środowisku podstawowe algorytmy przetwarzania obrazów w wybranym środowisku, uzyskując punktację w zakresie 61-70% łącznie z oceny wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych i zaliczenia końcowego z tego zakresu. | |
| 4,0 | Student potrafi zaimplementować w wybranym środowisku podstawowe algorytmy przetwarzania obrazów w wybranym środowisku, uzyskując punktację w zakresie 71-80% łącznie z oceny wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych i zaliczenia końcowego z tego zakresu. | |
| 4,5 | Student potrafi zaimplementować w wybranym środowisku podstawowe algorytmy przetwarzania obrazów w wybranym środowisku, uzyskując punktację w zakresie 81-90% łącznie z oceny wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych i zaliczenia końcowego z tego zakresu. | |
| 5,0 | Student potrafi zaimplementować w wybranym środowisku podstawowe algorytmy przetwarzania obrazów w wybranym środowisku, uzyskując punktację w zakresie 91-100% łącznie z oceny wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych i zaliczenia końcowego z tego zakresu. | |
| TI_1A_C15_U02 Student potrafi dokonać analizy możliwych rozwiązań praktycznego problemu z zakresu algorytmów przetwarzania obrazów oraz dobrać właściwą metodę jego rozwiązania. | 2,0 | Nie spełnia wymogów uzyskania oceny dostatecznej, uzyskując punktację poniżej 50% łącznie z oceny wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych i zaliczenia końcowego z zakresu doboru odpowiednich metod przetwarzania obrazów w zależności od potrzeb. |
| 3,0 | Potrafi dokonać doboru odpowiednich metod przetwarzania obrazów w zależności od potrzeb, uzyskując punktację w zakresie 50-60% łącznie z oceny wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych i zaliczenia końcowego z tego zakresu. | |
| 3,5 | Potrafi dokonać doboru odpowiednich metod przetwarzania obrazów w zależności od potrzeb, uzyskując punktację w zakresie 61-70% łącznie z oceny wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych i zaliczenia końcowego z tego zakresu. | |
| 4,0 | Potrafi dokonać doboru odpowiednich metod przetwarzania obrazów w zależności od potrzeb, uzyskując punktację w zakresie 71-80 łącznie z oceny wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych i zaliczenia końcowego z tego zakresu. | |
| 4,5 | Potrafi dokonać doboru odpowiednich metod przetwarzania obrazów w zależności od potrzeb, uzyskując punktację w zakresie 81-90% łącznie z oceny wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych i zaliczenia końcowego z tego zakresu. | |
| 5,0 | Potrafi dokonać doboru odpowiednich metod przetwarzania obrazów w zależności od potrzeb, uzyskując punktację w zakresie 91-100% łącznie z oceny wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych i zaliczenia końcowego z tego zakresu. |
Literatura podstawowa
- Tadeusiewicz R., Korohoda P., Komputerowa analiza i przetwarzanie obrazów., Wydawnictwo FPT., Kraków, 1997
- Sanokowski D., Morosov W., Strzecha K., Przetwarzanie i analiza obrazów w systemach przemysłowych, PWN, Warszawa, 2011
- Nelson M., The Data Compression Book., IDG Books Worldwide, Inc., 2000
- Przelaskowski A., Kompresja danych: podstawy, metody bezstratne, kodery obrazów, Wydawnictwo BTC, Warszawa, 2005
- Pratt W., Digital Image Processing, John Wiley & Sons, Nowy Jork, 2012, 4
Literatura dodatkowa
- Yun Q. Shi, Huifang Sun, Image and Video Compression for Multimedia Engineering - Fundamentals, Algorithms and Standards, CRC Press, 2000
- Wróbel Z., Koprowski R., Praktyka przetwarzania obrazów z zadaniami w programie Matlab, EXIT, 2012