2.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΤΟ ΦΩΣ ΘΕΜΕΛΙΩΔΗ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΧΡΩΜΑΤΟΣ 2.5

Transcript

1 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΜΙΑ ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΙΚΟΝΑ ΠΛΗΘΟΣ BITS ΜΙΑΣ ΕΙΚΟΝΑΣ ΕΥΚΡΙΝΕΙΑ ΕΙΚΟΝΑΣ ΕΠΙΠΕΔΑ BITS ΜΙΑΣ ΕΙΚΟΝΑΣ ΣΥΣΤΗΜΑ ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΩΝ ΣΤΙΣ ΕΙΚΟΝΕΣ ΚΥΡΙΟΤΕΡΟΙ ΤΥΠΟΙ ΑΡΧΕΙΩΝ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ ΧΡΩΜΑΤΙΚΑ ΜΟΝΤΕΛΑ 2.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΤΟ ΦΩΣ ΘΕΜΕΛΙΩΔΗ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΧΡΩΜΑΤΟΣ Χρωματική απεικόνιση εικόνων Τριχρωματικές φασματικές τιμές Το χρωματικό διάγραμμα CIE xy και ο χρωματικός χώρος CIE xyy Χαρακτηριστικά χρώματος 2.18 Φωτεινή ροή 2.18 Ένταση φωτός 2.18

2 Φωτεινότητα 2.18 Λαμπρότητα 18 Θερμοκρασία χρώματος 2.19 Απόχρωση 2.19 Χρωματική καθαρότητα ΧΡΩΜΑΤΙΚΑ ΜΟΝΤΕΛΑ Το χρωματικό μοντέλο RGB Το χρωματικό μοντέλο srgb Το χρωματικό μοντέλο CMY Το χρωματικό μοντέλο ΥΙQ To χρωματικό μοντέλο HSI Το χρωματικό μοντέλο HSV Το χρωματικό μοντέλο HLS Το χρωματικό μοντέλο YCbCr Το χρωματικό μοντέλο CIELAB Το χρωματικό μοντέλο HMMD ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑ ΚΑΙ ΚΒΑΝΤΙΣΗ 3.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΤΕΤΡΑΓΩΝΙΚΗ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑ ΕΙΚΟΝΑΣ Θεώρημα τετραγωνικής δειγματοληψίας ΑΝΑΚΤΗΣΗ ΤΗΣ ΕΙΚΟΝΑΣ ΑΠΟ ΤΑ ΔΕΙΓΜΑΤΑ ΤΗΣ ΑΝΑΚΤΗΣΗ ΔΙΔΙΑΣΤΑΤΩΝ ΣΗΜΑΤΩΝ ΣΦΑΛΜΑ ΑΝΑΔΙΠΛΩΣΗΣ ΚΒΑΝΤΙΣΗ Βαθμωτοί κβαντιστές Ομοιόμορφοι κβαντιστές Κβαντιστής μέσου πατήματος Κβαντιστής μέσης ανύψωσης Σφάλμα κβαντισμού Βέλτιστοι κβαντιστές Βέλτιστος κβαντιστής Lloyd-Max 3.24

3 4. ΔΥΑΔΙΚΕΣ ΕΙΚΟΝΕΣ - ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΟΙ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΙ 4.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΓΕΝΙΚΑ ΠΕΡΙ ΔΥΑΔΙΚΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ ΑΠΛΕΣ ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ Θέση Προσανατολισμός ΠΡΟΒΟΛΕΣ Μετασχηματισμός Radon Ιδιότητες του RT Εφαρμογές ΓΕΙΤΝΙΑΣΗ ΚΑΙ ΣΥΝΔΕΤΙΚΟΤΗΤΑ Προσδιορισμοί Ονοματισμός Στοιχείων (Component Labeling) Φίλτρο Μεγέθους (Size Filter) Ο Αριθμός Euler Ορθογώνιο Πλαίσιο (Bounding Box) Κυρτό Κέλυφος (Convex Hull) Όρια Περιοχής (Region Boundary) Επιφάνεια και Περίμετρος Πυκνότητα Μετρήσεις Αποστάσεων (Distance Measures) Μετασχηματισμοί Απόστασης (Distance Transforms) Ενδιάμεσος Άξονας (Medial Axis) Λέπτυνση (Thinning) Επέκταση και Συρρίκνωση (Expanding and Shrinking) ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΟΙ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΙ ΕΙΚΟΝΩΝ Διδιάστατοι Γεωμετρικοί Μετασχηματισμοί Περιστροφή Εικόνας Μετατόπιση Κλιμάκωση Στρέβλωση 4.60

4 4.6.6 Κατοπτρισμός Ομογενείς συντεταγμένες Προβολικός μετασχηματισμός ΔΙΔΙΑΣΤΑΤΟΙ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΙ 5.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΓΕΝΙΚΑ ΓΙΑ ΤΟΥΣ ΜΟΝΑΔΙΑΙΟΥΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥΣ Διδιάστατοι μοναδιαίοι μετασχηματισμοί Ο ΔΙΔΙΑΣΤΑΤΟΣ ΔΙΑΚΡΙΤΟΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ FOURIER Εικόνες βάσης του 2D-DFT Βασικές Ιδιότητες του 2D-DFT Σχετικά με τον υπολογισμό του 2D-DFT ΔΙΑΚΡΙΤΟΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΣΥΝΗΜΙΤΟΝΟΥ Σχέση του DCT με τον DFT ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΗΜΙΤΟΝΟΥ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ WALSH Ο ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ HADAMARD Ο ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ HAAR Οι συναρτήσεις του Haar Ο διδιάστατος διακριτός μετασχηματισμός του Haar Ανάλυση πολλαπλής διακριτικής ικανότητας Υπολογισμός του 2D DWT μιας εικόνας με το Matlab Ανάλυση πολλών επιπέδων - Η εντολή wavedec Αντιστροφή του 2D DWT ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΕΙΚΟΝΑΣ 6.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΕΙΔΗ ΘΟΡΥΒΟΥ ΣΤΙΣ ΕΙΚΟΝΕΣ 6.2 Θόρυβος Gauss 6.3

5 Θόρυβος Rayleigh 6.4 Θόρυβος Poisson 6.5 Θόρυβος Erlang 6.7 Εκθετικός Θόρυβος 6.8 Ομοιόμορφος θόρυβος 6.8 Κρουστικός θόρυβος 6.10 Περιοδικός θόρυβος ΦΙΛΤΡΟ ΜΕΣΗΣ ΤΙΜΗΣ (MEAN FILTER) ΦΙΛΤΡΟ ΜΕΣΑΙΑΣ ΤΙΜΗΣ (MEDIAN FILTER) ΦΙΛΤΡΟ ΠΡΟΣΑΡΜΟΣΤΙΚΗΣ ΕΞΟΜΑΛΥΝΣΗΣ ΦΙΛΤΡΑ MIN/MAX ΤΟ ΦΙΛΤΡΟ MAX-MIN ΤΟ ΦΙΛΤΡΟ MAX/MEDIAN ΠΟΛΥΚΛΙΜΑΚΩΤΟ ΦΙΛΤΡΟ MEDIAN ΦΙΛΤΡΑ GAUSS ΥΨΗΠΕΡΑΤΟ ΦΙΛΤΡΑΡΙΣΜΑ ΦΙΛΤΡΑ ΕΥΚΡΙΝΕΙΑΣ ΑΥΞΗΣΗ ΟΞΥΤΗΤΑΣ ΜΕ UNSHARP MASKING ΦΙΛΤΡΟ ΕΥΚΡΙΝΕΙΑΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΚΥΜΑΤΙΔΙΩΝ ΚΑΙ ΣΥΝΤΗΞΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ Επέκταση του φίλτρου ευκρίνειας για τις έγχρωμες εικόνες ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΙΣΤΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΤΟ ΙΣΤΟΓΡΑΜΜΑ ΜΙΑΣ ΕΙΚΟΝΑΣ ΕΞΙΣΟΡΡΟΠΗΣΗ ΙΣΤΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΙ ΦΩΤΕΙΝΟΤΗΤΑΣ ΑΠΛΟΙ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΙ ΦΩΤΕΙΝΟΤΗΤΑΣ Αρνητική εικόνα Αύξηση της αντίθεσης Τεχνική για προσαρμοστική και τοπική αύξηση της αντίθεσης ΜΗ-ΓΡΑΜΜΙΚΟΙ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΙ 6.65

6 Μετασχηματισμοί Δύναμης Λογαριθμικός και Εκθετικός Μετασχηματισμός Μετασχηματισμός με βάση τη Gaussian συνάρτηση σφάλματος ΤΜΗΜΑΤΟΠΟΙΗΣΗ ΕΙΚΟΝΑΣ 7.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΜΕΘΟΔΟΙ ΜΕΙΩΣΗΣ ΧΡΩΜΑΤΩΝ - ΓΚΡΙ ΑΠΟΧΡΩΣΕΩΝ Τεχνικές κατωφλίωσης και πολυκατωφλίωσης Η Μέθοδος του Otsu Πολυκατωφλίωση με προσέγγιση του ιστογράμματος Η τεχνική Hill-Clustering Προσέγγιση των κοιλάδων του ιστογράμματος Η μέθοδος των Reddi, Rudin και Keshavan Πολυκατωφλίωση με κριτήριο την εντροπία Τεχνικές τοπικού κατωφλίου Η μέθοδος Niblack Η μέθοδος Bernsen Η μέθοδος Sauvola κ.ά Μείωση των χρωμάτων με χρήση αυτο-οργανούμενου νευρωνικού ταξινομητή Εκτίμηση του βέλτιστου αριθμού αποχρώσεων ΤΕΧΝΙΚΗ MEAN-SHIFT Επιλογή πυρήνα Τμηματοποίηση με τον mean shift ΤΜΗΜΑΤΟΠΟΙΗΣΗ ΕΙΚΟΝΩΝ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΠΡΟΒΟΛΩΝ ΜΕΘΟΔΟΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΠΕΡΙΟΧΩΝ (REGION GROWING) ΤΜΗΜΑΤΟΠΟΙΗΣΗ ΕΙΚΟΝΑΣ ΜΕ ΔΙΑΙΡΕΣΗ ΚΑΙ ΕΝΩΣΗ ΜΕΘΟΔΟΣ ΤΜΗΜΑΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΜΕ ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΠΡΟΤΥΠΩΝ (TEMPLATE MATCHING) Η ΤΕΧΝΙΚΗ ΤΗΝ ΠΛΗΜΥΡΑΣ ΤΜΗΜΑΤΟΠΟΙΗΣΗ ΕΙΚΟΝΩΝ ΥΦΗΣ 7.67

7 7.10 ΤΜΗΜΑΤΟΠΟΙΗΣΗ ΕΓΓΡΑΦΩΝ ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΑΚΜΩΝ 8.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΑΚΜΩΝ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΠΡΩΤΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΩΝ Επέκταση σε ψηφιακές εικόνες Η μέθοδος του Kirsch ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΑΚΜΩΝ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΠΑΡΑΓΩΓΩΝ ΔΕΥΤΕΡΟΥ ΒΑΘΜΟΥ Μέθοδος με χρήση του τελεστή Laplace Η μέθοδος των Marr και Hildreth Προσδιορισμός των σημείων με διασκελισμό του μηδενός ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΣ ΕΞΑΓΩΓΗΣ ΑΚΜΩΝ ΤΟΥ CANNY ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΠΕΡΙΓΡΑΜΜΑΤΩΝ Διασύνδεση περιγραμμάτων ΠΟΛΥΓΩΝΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ ΚΑΜΠΥΛΗΣ ΜΕ ΤΗ ΜΕΘΟΔΟ ΤΩΝ DUDA ΚΑΙ HART ΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ ΚΑΜΠΥΛΗΣ ΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΠΕΡΙΓΡΑΜΜΑΤΩΝ Κωδικοποίηση Αλυσίδας (Freeman Chain Code) Κώδικας crack Περιγραφείς Fourier (Fourier Descriptors) ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ HOUGH Υλοποίηση του Μετασχηματισμού Hough με τη Μέθοδο των Duda και Hart ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ HOUGH ΓΙΑ ΤΟΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟ ΠΑΡΑΜΕΤΡΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΩΝ ΓΕΝΙΚΕΥΜΕΝΟΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ HOUGH 8.59

8 9. ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΕΙΚΟΝΩΝ 9.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΓΕΝΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ-ΟΡΙΣΜΟΙ ΕΝΤΡΟΠΙΑ ΚΑΤΗΓΟΡΙΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΣΥΜΠΙΕΣΗΣ ΕΙΚΟΝΑΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΣΥΜΠΙΕΣΗΣ ΧΩΡΙΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗΣΗ SHANNON-FANO ΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗΣΗ HUFFMAN ΑΡΙΘΜΗΤΙΚH ΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗΣΗ Διαδικασία αποκωδικοποίησης ΣΥΜΠΙΕΣΗ LZW ΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΛΕΞΙΚΟΥ ΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΜΗΚΟΥΣ ΔΙΑΔΡΟΜΗΣ ΔΙΑΦΟΡΙΚΗ ΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΧΩΡΙΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΔΙΑΦΟΡΙΚΗ ΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΣΥΜΠΙΕΣΗ JPEG Κωδικοποίηση Αποκωδικοποίηση ΤΟ ΠΡOΤΥΠΟ JPEG Η δομή του Προτύπου ΕΞΑΓΩΓΗ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ 10.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΧΩΡΟΥ (SPATIAL FEATURES) Χαρακτηριστικά Ιστογράμματος Συνδεδεμένες πιθανότητες 10.8 Αυτοσυνέλιξη (autocorrelation) 10.8 Μεταβλητότητα (covariance) 10.9 Αδράνεια (inertia) 10.9

9 Απόλυτη τιμή (absolute value) 10.9 Αντίστροφη διαφορά (inverse difference) 10.9 Ενέργεια 10.9 Εντροπία ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΑΠΟ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟ ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Περίμετρος Επιφάνεια Μέγιστη και Ελάχιστη Ακτίνα Οπές Αριθμός Euler Καμπυλότητα (circularity) Χαρακτηριστικά Υπογραφών Δημιουργία υπογραφών με καμπύλες fractal Γεωμετρικά Χαρακτηριστικά Ομοιότητας ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΕΣ ΡΟΠΕΣ Κεντρικές Ροπές Κανονικοποιημένες Κεντρικές Ροπές Κύριος Άξονας Ανεξάρτητες Ροπές ΡΟΠΕΣ ZERNIKE Πολυώνυμα Zernike Ροπές Zernike Υπολογιστικό κόστος Ακρίβεια ροπών ΕΞΑΓΩΓΗ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ ΜΕ ΤΟΝ ΔΙΑΚΡΙΤΟ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟ ΣΥΝΗΜΙΤΟΝΟY ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΥΦΗΣ Πίνακας συνεμφάνισης (co-occurrence matrix) Αυτοσυσχέτιση (Autocorrelation) Χαρακτηριστικά υφής του Laws Περιγραφέας ιστογράμματος ακμών Φίλτρα Gabor 10.52

10 Χαρακτηριστικά χρώματος Ιστογράμματα χρώματος Ιστογράμματα φωτεινότητας Διάνυσμα Χρωματικής Συνεκτικότητας (Color Coherence Vector) Συσχετογράφημα Χαρακτηριστικά Υφής Tamura Χαρακτηριστικά LBP Γενίκευση των LBP χαρακτηριστικών Τοπικά τριαδικά χαρακτηριστικά ΠΟΛΥΚΛΙΜΑΚΩΣΗ ΚΑΙ ΑΝΑΛΛΟΙΩΤΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ 11.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΠΥΡΑΜΙΔΑ GAUSS LAPLACIAN ΠΥΡΑΜΙΔΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ SIFT Ταίριασμα σημείων με χρήση του γενικευμένου μετασχηματισμού Hough Ο αλγόριθμος RANSAC SPEEDED-UP ROBUST FEATURES - SURF Εικόνες Ολοκλήρωμα Η εφαρμογή του πίνακα Hessian Δημιουργία των Οκτάβων Εκχώρηση προσανατολισμού Εύρεση του τοπικού περιγραφέα ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ PCA-SIFT ΕΥΡΕΣΗ ΓΩΝΙΩΝ-Η ΜΕΘΟΔΟΣ ΤΩΝ HARRIS-STEPHEN ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΤΑΞΙΝΟΜΗΤΕΣ 12.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 12.1

11 12.2 Σαφής ταξινόμηση (Crisp Clustering) Μέτρηση απόστασης Συμεταβλητότητα Ευκλείδεια απόσταση Απόσταση Mahalanobis Κανονικοποιημένη συσχέτιση Απόσταση Hamming Οικοδομική απόσταση Απόσταση minimax Γωνία Διανυσμάτων Συντελεστής Tanimoto Ταξινομητής K means Ταξινομητής C means Ταξινομητής Maxmin Ταξινομητής ISODATA Νευρωνικοί Ταξινομητές Πολλαπλών επιπέδων perceptron νευρωνικό δίκτυο Κανόνες Εκπαίδευσης Κανόνας Hebbian Κανόνας Perceptron Κανόνας Δέλτα Γενικευμένος Κανόνας Δέλτα Κανόνας Kohonen Ο Αλγόριθμος Backpropagation (ανάστροφης διάδοσης) Νευρωνικό Δίκτυο Ανάλυσης Κύριων Συνιστωσών Η χρήση του γραμμικού νευρώνα ως φίλτρου ανίχνευσης της πρώτης κύριας συνιστώσας Το αυτο-οργανούμενο νευρωνικό δίκτυο ανάλυσης κύριων συνιστωσών Μετάβαση από το χώρο των δεδομένων στο χώρο των χαρακτηριστικών Μετάβαση από τον χώρο των χαρακτηριστικών στο χώρο των δεδομένων Το νευρωνικό δίκτυο ανάλυση κυρίων συνιστωσών APEX 12.53

12 Αυτό-οργανούμενος Πίνακας Απεικόνισης Χαρακτηριστικών του Kohonen (Kohonen s Self-Organized Feature Map) Περιγραφή του Kohonen SOFM Καθορισμός των παραμέτρων του Kohonen SOFM Τα βήματα εκπαίδευσης του νευρωνικού ταξινομητή Kohonen SOFM: Learning vector quantization Ο αλγόριθμος LVQ Ο αλγόριθμος LVQ Ο αλγόριθμος LVQ Ασαφής ταξινόμηση (Fuzzy Clustering) Ο ταξινομητής Fuzzy C means Λειτουργία του FCM ταξινομητή Ο ταξινομητής των Gustafson-Kessel Λειτουργία του ταξινομητή των Gustafson Kessel Μηχανές διανυσμάτων υποστήριξης (Support Vector Machines) Μη διαχωρίσιμα διανύσματα: Υπερεπίπεδα χαλαρών ορίων Μη γραμμικά διαχωρίσημα διανύσματα Μέτρηση της ισχύος των κλάσεων Βιβλιογραφία Ευρετήριο