Detail předmětu
Numerické metody analýzy obrazů
FSI-TNM Ak. rok: 2025/2026 Zimní semestr
Předmět má seznámit studenty s numerickými metodami analýzy obrazů. Úvodní část se zabývá klasickou i digitální fotografií a numerickou reprezentací obrazů. Na ni navazují části zabývající se rekonstrukcí obrazu, filtrací v prostorové a frekvenční oblasti, analýzou a filtrací šumu, metodami zvýraznění obrazu. Další část se zabývá segmentací obrazu na objekty, analýzou a rozpoznáváním objektů. Závěrečná část se zabývá analýzou barevných a multispektrálních obrazů a kolorimetrií.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
5
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Analýza v reálném a komplexním oboru, funkcionální analýza, základy programování
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Zápočet na základě semestrálního projektu
Zkouška písemná i ústní
Kontrolována je účast na cvičeních. Zameškaná výuka je nahrazována zpracováním dodatečných úloh.
Učební cíle
Cílem kurzu je seznámit studenty s metodami zpracování obrazů pro vědecké a technické účely pomocí počítače včetně schopnosti základní metody implementovat.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program N-FIN-P: Fyzikální inženýrství a nanotechnologie, magisterský navazující, povinný
Program N-MAI-P: Matematické inženýrství, magisterský navazující, povinný
Program N-PMO-P: Přesná mechanika a optika, magisterský navazující, povinně volitelný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Osnova
1. Základní principy klasické a digitální fotografie
2. Numerická reprezentace obrazu, grafické formáty, komprese
obrazových dat
3. Rekonstrukce obrazu, statistické charakteristiky obrazu
4. Bodové transformace obrazu
5. Konvoluce, filtrace obrazu v prostorové oblasti
6. Fourierova transformace a filtrace ve frekvenční oblasti
7. Filtry typu dolní a horní propust, nelineární filtry
8. Adaptivní filtry
9. Aditivní šum – analýza a filtrace
10. Impulzní šum – analýza a filtrace
11. Segmentace obrazu
12. Analýza objektů
13. Rozpoznávání a klasifikace objektů
Cvičení s počítačovou podporou
26 hod., povinná
Osnova
1. Barevné prostory, histogram, transformace hodnot pixelů
2. Fourierova transformace funkcí dvou reálných proměnných a její vlastnosti
3. Jednorozměrná a dvourozměrná diskrétní Fourierova transformace a její vlastnosti
4. Vykreslení spektra a jeho základní modifikace
5. Hledání významných směrů v obraze
6. Filtrace obrazů – high-pass, low-pass
7. Kosinová transformace, JPG, notch-filtr
8. Sesazování obrazů, fázová korelace
9. Aditivní šum
10. Impulzní šum
11. Segmentace obrazu – prahování, detekce hran
12. Rozpoznávání objektů – momentová metoda
13. Rezerva cvičícího, semestrální projekt