BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PH ÒNG ISO 9001:2008 ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT Môn học XỬ LÝ ẢNH Mã môn: IPR33021 Dùng cho ngành CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Bộ môn phụ trách MẠNG VÀ HỆ THỐNG THÔNG TIN THÔNG TIN VỀ CÁC GIẢNG VIÊN CÓ THỂ THAM GIA GIẢNG D ẠY MÔN HỌC 1. ThS. Đặng Quang Huy - Giảng viên cơ hữu - Chức danh, học hàm, học vị: Thạc sỹ - Thuộc bộ môn: Mạng và Hệ thống Thông tin - Địa chỉ liên hệ: Bộ môn Mạng và Hệ thống Thông tin – Trường Đại học Dân lập Hải Phòng - Điện thoại: 0904108946. Email: [email protected] du.vn - Các hướng nghiên cứu chính: Đồ họa máy tính, Xử lý ảnh. 2. ThS. Ngô Trường Giang - Giảng viên cơ hữu - Chức danh, học hàm, học vị: Thạc sỹ - Thuộc bộ môn: Mạng và Hệ thống Thông tin - Địa chỉ liên hệ: Bộ môn Mạng và Hệ thống Thông tin - Điện thoại: 0904051206 Email: [email protected] - Các hướng nghiên cứu chính: Xử lý ảnh, Đồ họa máy tinh, Khai phá dữ liệu, Máy học. - 3.Thông tin về trợ giảng (nếu có): - Họ và tên: - Chức danh, học hàm, học vị: - Thuộc bộ môn/lớp: - Địa chỉ liên hệ: - Điện thoại: Email: - Các hướng nghiên cứu chính: THÔNG TIN VỀ MÔN HỌC 1. Thông tin chung: - Số đơn vị học trình/ tín chỉ: 2 tín chỉ - Các môn học tiên quyết: Lập trình hướng đối tượng, Cấu trúc dữ liệu và giải thuật, Đồ họa máy tính - Các môn học kế tiếp: - Các yêu cầu đối với môn học: Bài giảng chi tiết, máy chiếu, Phòng thực hành. - Thời gian phân bổ đối với các hoạt động: + Nghe giảng lý thuyết: 15 tiết + Làm bài tập trên lớp: 7 tiết + Thảo luận: 6 tiết + Thực hành, thực tập (ở PTN, nhà máy, điền dã,...): 14 tiết + Hoạt động theo nhóm: + Tự học: 90 tiết + Kiểm tra: 3 tiết 2. Mục tiêu của môn học : - Kiến thức: Trang bị kiến thức cơ sở về mô hình toán học dùng trong xử lý ảnh, các phương pháp phân tích và x ử lý ảnh số, các tư duy về các ứng dụng xử lý ảnh trong thực tế. - Kỹ năng: Trang bị cho sinh viên các kỹ năng lập trình cho các giải thuật. - Thái độ: Tạo cho sinh viên tinh thần phấn khởi, tin tưởng và yêu thích môn học, ngành học. 3. Tóm tắt nội dung môn học: - Môn học giới thiệu về: Các khái niệm về xử lý ảnh, các thuộc tính của ảnh, các phép biến đổi ảnh, các phương pháp phân tích và ti ền xử lý ảnh, các phương pháp nén ảnh. 4. Học liệu: Bắt buộc [1].Lương Mạnh Bá và Nguyễn Thanh Thuỷ - Nhập môn xử lý ảnh số -Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, 2000. [2].Luong Chi Mai - Introduction to Computer Vision and Image Processi ng – UNESCO Modul Institute of Information technology. Tham khảo [3].Nguyễn Kim Sách - Kỹ thuật xử lý ảnh và video số - Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật,1999. [4].Digital Image Processing Algorithms Prentice Hall International (UK) Ltd, 1993 [5].Michael P.Ekstrom - Digital Image Processing Techniques , cademic Press, INC – 1984 [6].John G.Proakis & Dimitris G.Manolakis, Digital Signal Processing, 1996 [7].Đỗ Năng Toàn, Phạm Việt Bình – Giáo trình xử lý ảnh -Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, 2008. 5. Nội dung và hình thức dạy - học: Hình thức dạy – học Nội dung Tổng (Ghi cụ thể theo từng chương, mục, tiểu mục) Lý Bài Thảo TH, TN, Tự học, Kiểm (tiết) thuyết tập luận điền dã tự NC tra Chương 1: Tổng quan về xử lý ảnh 2 1 6 9 1.1. Xử lý ảnh là gì 1.2. Các vấn đề cơ bản trong xử lý ảnh 1.2.1. Một số khái niệm 1.2.2. Thu nhận và biểu diễn 1.2.3. Nâng cấp và biến đổi ảnh 2 1 1.2.4. Phân tích ảnh 1.2.5. Nhận dạng ảnh 1.2.6. Nén ảnh 1.3. Các lĩnh vực ứng dụng của xử lý ảnh Chương 2: Biểu diễn ảnh 3 3 12 18 1.1. Cảm nhận trực quan 1.2. Biểu diễn màu 1.2.1. Không gian màu RGB 1 1.2.2. Không gian màu CMY 1.2.3. Không gian màu HIS 1.2.4. Không gian màu YCbCr 1.3. Thu nhận và biểu diễn ảnh 1.3.1. Thu nhận ảnh 1 1.3.2. Biểu diễn ảnh 1.4. Lưu trữ ảnh 1 3 1.5. Một số định dạng ảnh cơ bản Hình thức dạy – học Nội dung Tổng (Ghi cụ thể theo từng chương, mục, tiểu mục) Lý Bài Thảo TH, TN, Tự học, Kiểm (tiết) thuyết tập luận điền dã tự NC tra Chương 3: Xử lý nâng cao chất lượng ảnh 2 2 1 3 18 1 27 3.1. Giới thiệu 3.2. Các phép toán thống kê 3.2.1. Biến đổi mức xám 3.2.2. Kỹ thuật Histogram 1.5 1 0.5 1 3.2.3. Các phép toán đa ảnh 3.3. Các phép toán không gian 3.3.1. Biến đổi phụ thuộc không gian 3.3.2. Nhân chập và mẫu 3.3.3. Kỹ thuật lọc trung bình 3.3.4. Kỹ thuật lọc trung bình k phần tử 0.5 1 0.5 2 1 3.3.5. Kỹ thuật lọc trung vị Chương 4: Phân đoạn và tìm biên 3 2 1 3 18 27 1.1. Giới thiệu 1.2. Phương pháp phát hiện biên 1.2.1. Kỹ thuật phát hiện biên Gradient 1.5 1 0.5 2 1.2.2. Kỹ thuật phát hiện biên laplace 1.2.3. Kỹ thuật phát hiện biên Canny 1.3. Phương pháp phân đoạn ảnh 1.3.1. Phân đoạn ảnh dựa theo ngưỡng 1.5 1 0.5 1 1.3.2. Phân đoạn theo miền đồng nhất 1.3.3. Phân đoạn dựa theo kết cấu Chương 5: Phép toán hình thái học 3 2 1 2 1 5.1. Định nghĩa phép toán hình thái 1.2. Các phép toán hình thái c ơ sở 1.2.1. Phép co ảnh nhị phân 2 1 1 1.2.2. Phép dãn ảnh nhị phân 1.2. Phép toán đóng mở Hình thức dạy – học Nội dung Tổng (Ghi cụ thể theo từng chương, mục, tiểu mục) Lý Bài Thảo TH, TN, Tự học, Kiểm (tiết) thuyết tập luận điền dã tự NC tra 5.4. Xương và kỹ thuật tìm xương 5.4.1.Xương dựa trên làm mảnh ảnh 1 1 1 1 1 5.4.2.Xương không dựa trên làm mảnh Chương 6: Nén ảnh 1 1 6 9 6.1. Tổng quan về nén dữ liệu ảnh 6.2. Một số phương pháp nén ảnh 6.2.1. Phương pháp Run Length Encoding 1 1 1 6.2.2. Phương pháp Huffman 6.2.3. Phương pháp LZW 6.2.4. Phương pháp nén JPEG Chương 7: Một số ứng dụng 1 1 3 12 1 18 7.1. Phát hiện một số đối tượng cơ bản 7.1.1. Biến đổi Hough 7.1.2. Ứng dụng của biến đổi Hough 1 1 3 1 7.2. Tra cứu ảnh dựa vào các đặc trưng 7.3. Nhận dạng chữ. Tổng (tiết) 18 7 3 14 90 3 135 6. Lịch trình tổ chức dạy – học cụ thể: Chi tiết về hình thức tổ Nội dung yêu cầu SV Ghi Tuần Nội dung chức dạy - học phải chuẩn bị trước chú Chương 1: Tổng quan về xử lý ảnh Giảng viên giảng, dẫn dắt 1.1. Xử lý ảnh là gì đặt vấn đề để nêu bật ý 1.2. Các vấn đề cơ bản trong xử lý nghĩa của môn học. ảnh - Giảng viên hướng dẫn 1.2.1. Một số khái niệm sinh viên cách tìm kiếm 1. 1.2.2. Thu nhận và biểu diễn và sử dụng các tài liệu 1.2.3. Nâng cấp và biến đổi ảnh tham khảo 1.2.4. Phân tích ảnh - Tóm tắt nội dung 1.2.5. Nhận dạng ảnh chương, đưa ra các yêu 1.2.6. Nén ảnh cầu cần chuẩn bị cho bài sau. 1.2.7. Các lĩnh vực ứng dụng Chi tiết về hình thức tổ Nội dung yêu cầu SV Ghi Tuần Nội dung chức dạy - học phải chuẩn bị trước chú Chương 2: Biểu diễn ảnh 2.1. Cảm nhận trực quan Trả lời các thắc mắc và 2.2. Biểu diễn màu câu hỏi của sinh viên 2.2.1. Không gian màu RGB - Giảng viên giảng, nêu 2.2.2. Không gian màu CMY vấn đề để nêu bật ý nghĩa 2.2.3. Không gian màu HIS Xem lại phần biểu của bài học. 2. diễn màu trong đồ họa 2.2.4. Không gian màu YCbCr - Giáo viên hệ thống hóa máy tính 2.3. Thu nhận và biểu diễn ảnh kiến thức, tổng kết lại nội 2.3.1. Thu nhận ảnh dung, đưa ra các yêu cầu mới để sinh viên về 2.3.2. Biểu diễn ảnh chuẩn bị cho bài học sau. 2.4. Lưu trữ ảnh 2.5. Một số định dạng ảnh cơ bản SV Làm theo hướng dẫn chi tiết trong bài thực hành Chuẩn bị nội dung Thực hành bài 1: Đọc và hiển thị ảnh 3. Giáo viên giải đáp và trong yêu cầu bài thực Bitmap hướng dẫn cách sửa lỗi hành trong chương trình Chương 3: Xử lý nâng cao chất - Thảo luận các vấn đề lượng ảnh phát sinh từ bài học trước 3.1. Giới thiệu - Giảng viên giảng, nêu 3.2. Các phép toán thống kê vấn đề ,tổ chức thảo luận. Xem lại phần cấu trúc 4. - Giáo viên hệ thống hóa file ảnh, kỹ năng lập 3.2.1. Biến đổi mức xám kiến thức, tổng kết lại nội trình C 3.2.2. Kỹ thuật Histogram dung, đưa ra các yêu cầu 3.2.3. Các phép toán đa ảnh mới để sinh viên về chuẩn bị cho bài học sau 3.3. Các phép toán không gian 3.3.1. Biến đổi phụ thuộc không Thảo luận các vấn đề gian phát sinh từ bài học trước 3.3.2. Nhân chập và mẫu - Giảng viên giảng, nêu Tham khảo tài liệu về 3.3.3. Kỹ thuật lọc trung bình vấn đề ,tổ chức thảo luận. xử lý tín hiệu, xem lại 5. phần thao tác trên 3.3.4. Kỹ thuật lọc trung bình k phần - Giáo viên hệ thống hóa mảng trong ngôn ngữ tử kiến thức, tổng kết lại nội dung, đưa ra các yêu cầu C 3.3.5. Kỹ thuật lọc trung vị mới để sinh viên về chuẩn 3.4. Bài tập bị cho bài học sau Bài kiểm tra số 1 SV Làm theo hướng dẫn Bài thực hành số 2: Các kỹ thuật nâng chi tiết trong bài thực hành Chuẩn bị nội dung 6. cao chất lượng ảnh Giáo viên giải đáp và trong yêu cầu bài thực hướng dẫn cách sửa lỗi hành trong chương trình Chi tiết về hình thức tổ Nội dung yêu cầu SV Ghi Tuần Nội dung chức dạy - học phải chuẩn bị trước chú Thảo luận các vấn đề Chương 4: Phân đoạn và tìm biên phát sinh từ bài học trước 4.1. Giới thiệu - Giảng viên giảng, nêu 4.2. Phương pháp phát hiện biên vấn đề ,tổ chức thảo luận. Xem lại phần đạo 7. 4.2.1. Kỹ thuật phát hiện biên - Giáo viên hệ thống hóa hàm bậc nhất, đạo Gradient kiến thức, tổng kết lại nội hàm bậc 2 4.2.2. Kỹ thuật phát hiện biên dung, đưa ra các yêu cầu laplace mới để sinh viên về chuẩn bị cho bài học sau 4.2.3. Kỹ thuật phát hiện biên Canny Thảo luận các vấn đề 4.3. Phương pháp phân đoạn ảnh phát sinh từ bài học trước 4.3.1. Phân đoạn ảnh dựa theo - Giảng viên giảng, nêu ngưỡng vấn đề ,tổ chức thảo luận. Xem lại phần đạo 8. - Giáo viên hệ thống hóa hàm bậc nhất, đạo 4.3.2. Phân đoạn theo miền đồng hàm bậc 2, entropy nhất kiến thức, tổng kết lại nội dung, đưa ra các yêu cầu 4.3.3. Phân đoạn dựa theo kết cấu mới để sinh viên về chuẩn 4.4. Bài tập bị cho bài học sau SV Làm theo hướng dẫn Bài thực hành số 3: Các kỹ thuật phân chi tiết trong bài thực hành Chuẩn bị nội dung 9. đoạn và tìm biên Giáo viên giải đáp và trong yêu cầu bài thực hướng dẫn cách sửa lỗi hành trong chương trình Thảo luận các vấn đề Chương 5: Phép toán hình thái học phát sinh từ bài học trước - Giảng viên giảng, nêu Xem lại phép toán 5.1. Định nghĩa phép toán hình thái vấn đề ,tổ chức thảo luận. trên tập hợp 10. 5.2. Các phép toán hình thái c ơ sở - Giáo viên hệ thống hóa Tham khảo tài liệu 1.2.1. Phép co ảnh nhị phân kiến thức, tổng kết lại nội liên quan 1.2.2. Phép dãn ảnh nhị phân dung, đưa ra các yêu cầu 5.3. Phép toán đóng mở mới để sinh viên về chuẩn bị cho bài học sau Thảo luận các vấn đề phát sinh từ bài học trước 5.4. Xương và kỹ thuật tìm xương - Giảng viên giảng, nêu vấn đề ,tổ chức thảo luận. Làm bài tập về nhà 5.4.1.Xương dựa trên làm mảnh ảnh 11. - Giáo viên hệ thống hóa Tham khảo tài liệu 5.4.2.Xương không dựa trên làm liên quan kiến thức, tổng kết lại nội mảnh dung, đưa ra các yêu cầu mới để sinh viên về chuẩn bị cho bài học sau