Obdelava slik in videa

Opis predmeta

Predmet Obdelava slik in videa se osredotoča na računalniško podprte informacijske postopke za obdelavo in analizo večdimenzionalnih signalov, predstavljenih v obliki slikovnega in video gradiva. Vsebina obsega osnovne lastnosti slik (nastanek, vzorčenje, sivinske in barvne lestvice, barvni prostori, standardi zapisa), načine prikazovanja večdimenzionalnih slik (histogrami, prerezi, projekcije, upodabljanje površine in prostornine), metode ravnanja s slikami (interpolacija in decimacija, intenzitetne in geometrijske preslikave, zgoščevanje) ter postopke za obdelavo in analizo slik in videa (filtriranje v prostoru slike in frekvenčnem prostoru, segmentacija, poravnava). Poznavanje osnovnih pristopov v navezi s teorijo informacij je namreč potrebno za nadaljnje razumevanje postopkov na osnovi umetne inteligence, predvsem globokega učenja, ki so predstavljeni kot sodoben pristop za obdelavo in analizo slik in videa.

Predmet učimo na programih

Elektrotehnika 2. stopnja

Cilji in kompetence

Cilj predmeta je pridobiti znanja iz področja digitalne obdelave in analize slikovnega in video gradiva, ki vključuje razumevanje postopkov za digitalno obdelavo večdimenzionalnih signalov, pridobitev usposobljenosti za izbor načina zajema, obdelave in shranjevanja slik, interpretacijo barv v digitalnih slikovnih sistemih, izvajanje intenzitetnih in geometrijskih preslikav slik, razumevanje postopkov za segmentacijo in poravnavo slik, razumevanje predstavitve večdimenzionalnih signalov v frekvenčnem prostoru, poznavanje postopkov za zgoščevanje slik ter poznavanje osnovnih principov globokega učenja za obdelavo in analizo slik in videa. Praktične laboratorijske vaje temeljijo na implementaciji računalniških oziroma informacijsko podprtih postopkov za digitalno obdelavo slik in videa.   

Metode poučevanja in učenja

Predavanja so namenjena podajanju teoretičnih postopkov, obstoječih standardov ter uveljavljenih metod, ki so dodatno utemeljene z opisom praktičnih primerov na različnih področjih. Laboratorijske vaje so namenjene pridobivanju praktičnih znanj, in sicer načrtovanju in implementaciji računalniških postopkov za obdelavo in analizo slik in videa.

Predvideni študijski rezultati

Po uspešnem zaključku predmeta naj bi bili študenti sposobni:

opredeliti sliko oz. video kot večdimenzionalni signal;
primerjati različne načine prikazovanja slik in videa ter njihove predstavitve v barvnih prostorih;
razlikovati med različnimi vidiki vzorčenja slik in videa (ločljivost slikovnega elementa, prostorska, spektralna, časovna in radiometrična ločljivost);
razlikovati med različnimi standardi za zgoščevanje slik in videa z vidika teorije informacij;
izbrati ustrezno metodo za filtriranje slik v prostorski ali frekvenčni domeni za namene dane aplikacije;
uporabiti različne tehnike za preslikavo slik (intenzitetne in geometrijske preslikave);
razviti poenostavljene računalniške algoritme za reševanje problemov iz področja obdelave slik in videa;
vrednotiti obstoječe in nove metode za obdelavo slik in videa;
poznati osnovne pristope k obdelavi in analizi slik .in videa s postopki globokega učenja.

Temeljni viri in literatura

Digital Image Processing. R. C. Gonzalez, R. E. Woods, Pearson Prentice Hall, 4. izdaja, 2018. ISBN: 978-1-292-22304-9 (https://isbndb.com/book/978-1-292-22304-9) COBISS.SI-ID: 12389972 (https://plus.cobiss.net/cobiss/si/sl/bib/12389972)
The Image Processing Handbook. J. C. Russ, CRC Press, 6. izdaja, 2011. ISBN: 978-1-439-84045-0 (https://isbndb.com/book/978-1-439-84045-0) COBISS.SI-ID: 8771668 (https://plus.cobiss.net/cobiss/si/sl/bib/8771668)
Handbook of Image and Video Processing. A. C. Bovik (ur.), Elsevier Academic Press, 2. izdaja, 2005. ISBN: 978-0-121-19792-6 (https://isbndb.com/book/978-0-121-19792-6)
COBISS.SI-ID: 5024596 (https://plus.cobiss.net/cobiss/si/sl/bib/5024596)
Biomedicinska slikovna informatika in diagnostika. B. Likar, Založba FE in FRI, 2008. ISBN: 978-961-243-096-2 (https://isbndb.com/book/978-961-243-096-2) COBISS.SI-ID: 241940480 (https://plus.cobiss.net/cobiss/si/sl/bib/241940480)
Principles of Digital Image Processing: Fundamental Techniques. W. Burger, M. J. Burge, Springer, 2009. ISBN: 978-1-84800-190-9 (https://isbndb.com/book/978-1-84800-190-9) COBISS.SI-ID: 2180720 (https://plus.cobiss.net/cobiss/si/sl/bib/2180720)
Principles of Digital Image Processing: Core Algorithms. W. Burger, M. J. Burge, Springer, 2009. ISBN: 978-1-84800-194-7 (https://isbndb.com/book/978-1-84800-194-7) COBISS.SI-ID: 7405652 (https://plus.cobiss.net/cobiss/si/sl/bib/7405652)
Deep Learning. I. Goodfellow, Y. Bengio, A. Courville, MIT Press, 2016. ISBN: 978-0-262-03561-3 (https://isbndb.com/book/978-0-262-03561-3) COBISS.SI-ID: 30683943 (https://plus.cobiss.net/cobiss/si/sl/bib/30683943)