Ψηφιακή επεξεργασία εικόνων και σηµάτων

Transcript

1

2 Ψηφιακή επεξεργασία εικόνων και σηµάτων Σηµείωση Το ΕΑΠ είναι υπεύθυνο για την επιµέλεια έκδοσης και την ανάπτυξη των κειµένων σύµφωνα µε τη Μεθοδολογία της εξ Αποστάσεως Εκπαίδευσης. Για την επιστηµονική αρτιότητα και πληρότητα των συγγραµ- µάτων την αποκλειστική ευθύνη φέρουν οι συγγραφείς, κριτικοί αναγνώστες και ακαδηµαϊκοί υπεύθυνοι που ανέλαβαν το έργο αυτό.

3

4 ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ Θεµατική Eνότητα ΣHMATA KAI EΠEΞEPΓAΣIA EIKONAΣ Tόµος B' Ψηφιακή Eπεξεργασία Eικόνων και Σηµάτων AΘΑΝΑΣΙΟΣ ΣΚΟ ΡΑΣ Kαθηγητής Eλληνικού Aνοικτού Πανεπιστηµίου BΑΣΙΛΕΙΟΣ AΝΑΣΤΑΣΟΠΟΥΛΟΣ Aναπλ. Kαθηγητής Πανεπιστηµίου Πατρών ΠATPA 2003

5 ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΠΛHPOΦOPIKH Θεµατική Ενότητα ΣHMATA KAI EΠEΞEPΓAΣIA EIKONAΣ Τόµος B' Ψηφιακή επεξεργασία εικόνων και σηµάτων Συγγραφή AΘΑΝΑΣΙΟΣ ΣΚΟ ΡΑΣ Kαθηγητής Eλληνικού Aνοικτού Πανεπιστηµίου BΑΣΙΛΕΙΟΣ AΝΑΣΤΑΣΟΠΟΥΛΟΣ Aναπληρωτής Kαθηγητής Πανεπιστηµίου Πατρών Κριτική Ανάγνωση ΣΕΡΓΙΟΣ ΘΕΟ ΩΡΙ ΗΣ Kαθηγητής Tµήµατος Πληροφορικής Πανεπιστηµίου Aθηνών Ακαδηµαϊκός Υπεύθυνος για την επιστηµονική επιµέλεια του τόµου ΣΕΡΓΙΟΣ ΘΕΟ ΩΡΙ ΗΣ Kαθηγητής Tµήµατος Πληροφορικής Πανεπιστηµίου Aθηνών Επιµέλεια στη µέθοδο της εκπαίδευσης από απόσταση ΠETPOΣ ΓANOΣ Γλωσσική Επιµέλεια EΛENH KOYTΣOΣΠYPOY Τεχνική Επιµέλεια Καλλιτεχνική Επιµέλεια Σελιδοποίηση TYPORAMA Συντονισµός ανάπτυξης εκπαιδευτικού υλικού και γενική επιµέλεια των εκδόσεων ΟΜΑ Α ΕΚΤΕΛΕΣΗΣ ΕΡΓΟΥ ΕΑΠ / ISBN: Kωδικός Έκδοσης: ΠΛH 44/2 Copyright 2003 για την Ελλάδα και όλο τον κόσµο ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Οδός Παπαφλέσσα & Υψηλάντη, Πάτρα Τηλ: , Φαξ: Σύµφωνα µε το Ν. 2121/1993, απαγορεύεται η συνολική ή αποσπασµατική αναδηµοσίευση του βιβλίου αυτού ή η αναπαραγωγή του µε οποιοδήποτε µέσο χωρίς την άδεια του εκδότη.

6 ÂÚÈ fiìâó K º π 1 EÈÛ ÁˆÁ ÛÙËÓ ËÊÈ Î ÂappleÂÍÂÚÁ Û Û Ì ÙÔ Î È ÂÈÎfiÓ Eισαγωγικές παρατηρήσεις Ψηφιακή επεξεργασία σήµατος Tύποι σηµάτων H έννοια της συχνότητας στα σήµατα Μετατροπή σήµατος από αναλογικό σε ψηφιακό και από ψηφιακό σε αναλογικό Σύνοψη ενότητας Σήµατα διακριτού χρόνου Βασικά σήµατα διακριτού χρόνου Στοιχειώδεις πράξεις Σύνοψη ενότητας Συστήµατα διακριτού χρόνου Κρουστική απόκριση συστήµατος Συνέλιξη Σύνοψη ενότητας Σύνοψη κεφαλαίου Bιβλιογραφία κεφαλαίου Απόδοση αγγλικών όρων στην ελληνική K º π 2 AÓ Ï ÛË ÛÙÔ appleâ Ô ÙË Û ÓfiÙËÙ Eισαγωγικές παρατηρήσεις Μετασχηµατισµός Fourier διακριτού χρόνου Ορισµοί... 53

7 6 æhºiakh E E EP A IA EIKONøN KAI HMATøN Θεωρήµατα και ιδιότητεςτου µετσχηµατισµού Fourier διακριτού χρόνου ειγµατοληψία: µια ακόµη µατιά Σύνοψη Ενότητας ιακριτός µετασχηµατισµός Fourier Ορισµοί Ιδιότητες του διακριτού µετασχηµατισµού Fourier Γραµµική συνέλιξη µέσω του DFT Ο DFT σε µορφή πινάκων Σύνοψη ενότητας Tαχύς µετασχηµατισµός Fourier (FFT) Σύνοψη ενότητας Σύνοψη κεφαλαίου Bιβλιογραφία κεφαλαίου Απόδοση αγγλικών όρων στην ελληνική K º π 3 ªÂÙ Û ËÌ ÙÈÛÌfi z Eισαγωγικές παρατηρήσεις Ο Μετασχηµατισµός z Ορισµός Ύπαρξη του µετασχηµατισµού z Ιδιότητες του µετασχηµατισµού z Σύνοψη Ενότητας O αντίστροφος µετασχηµατισµός z Υπολογισµός του αντίστροφου Μ.Ζ. µε ανάπτυξη σε δυναµοσειρά Υπολογισµός του αντίστροφου Μ.Ζ. µε ανάπτυξη σε µερικά κλάσµατα

8 EPIEXOMENA 7 Σύνοψη ενότητας Ο µονόπλευρος µετασχηµατισµός z Σύνοψη ενότητας O µετασχηµατισµός z στην ανάλυση συστηµάτων Aιτιατότητα LTI συστήµατος Ευστάθεια LTI συστήµατος Εξισώσεις διαφορών οµές συστηµάτων διακριτού χρόνου Απόκριση συχνότητας συστηµάτων διακριτού χρόνου Σύνοψη ενότητας Σύνοψη κεφαλαίου Bιβλιογραφία κεφαλαίου Απόδοση αγγλικών όρων στην ελληνική K º π 4 æëêè Î Ê ÏÙÚ appleâappleâú ÛÌ ÓË ÎÚÔ ÛÙÈÎ applefiîúèûë (FIR) Eισαγωγικές παρατηρήσεις Χαρακτηριστικά των FIR φίλτρων Γραµµική απόκριση φάσης Ευστάθεια των φίλτρων Πόλοι και µηδενικά Σύνοψη ενότητας Τύποι και προδιαγραφές των FIR φίλτρων Σύνοψη ενότητας Mέθοδοι σχεδίασης FIR φίλτρων Μέθοδος των παραθύρων Ιδιότητες και τύποι των παραθύρων Μέθοδος σχεδίασης βέλτιστων FIR φίλτρων Σύνοψη ενότητας

9 8 æhºiakh E E EP A IA EIKONøN KAI HMATøN 4.4 Θέµατα υλοποίησης FIR φίλτρων οµές πραγµατοποίησης των FIR φίλτρων Σφάλµα από την κβάντιση των συντελεστών Σύνοψη κεφαλαίου Bιβλιογραφία κεφαλαίου Απόδοση αγγλικών όρων στην ελληνική K º π 5 æëêè Î Ê ÏÙÚ appleâèúë ÎÚÔ ÛÙÈÎ applefiîúèûë (IIR) Eισαγωγικές παρατηρήσεις Αναλογικά φίλτρα Γνωστά βαθυπερατά αναλογικά φίλτρα Μετασχηµατισµοί συχνότητας αναλογικών φίλτρων Σύνοψη ενότητας Σχεδίαση IIR ψηφιακών φίλτρων Γραφική µέθοδος Μέθοδος αµετάβλητης κρουστικής Μέθοδος διγραµµικού µετασχηµατισµού Σύνοψη ενότητας Υλοποίηση IIR ψηφιακών φίλτρων Πεπερασµένη ακρίβεια και υλοποίηση IIR ψηφιακών φίλτρων Σύνοψη ενότητας Σύνοψη κεφαλαίου Bιβλιογραφία κεφαλαίου Απόδοση αγγλικών όρων στην ελληνική

10 EPIEXOMENA 9 K º π 6 EÈÛ ÁˆÁ ÛÙËÓ ËÊÈ Î ÂÈÎfiÓ Eισαγωγικές παρατηρήσεις H ψηφιακή εικόνα Η εικόνα ως δισδιάστατο σήµα Στοιχειώδη δισδιάστατα ψηφιακά σήµατα Η γεωµετρία της εικόνας Τρόποι απόκτησης της ψηφιακής εικόνας Η επεξεργασία της ψηφιακής εικόνας Σύνοψη ενότητας Η φυσιολογία της όρασης Ο ανθρώπινος οφθαλµός Φωτεινότητα, λαµπρότητα και αντίθεση Xρώµα και ψυχοφυσικά φαινόµενα Κριτήρια ποιότητας της εικόνας Σύνοψη ενότητας Είδη πράξεων στην επεξεργασία της ψηφιακής εικόνας Τοπικές πράξεις Καθολικές πράξεις Γεωµετρικές πράξεις Σύνοψη ενότητας Το φάσµα της εικόνας Σύνοψη ενότητας Σύνοψη κεφαλαίου Bιβλιογραφία κεφαλαίου Απόδοση αγγλικών όρων στην ελληνική

11 10 æhºiakh E E EP A IA EIKONøN KAI HMATøN K º π 7 ÈÛ È ÛÙ Ù ËÊÈ Î ÁÚ ÌÌÈÎ Û ÛÙ Ì Ù Eισαγωγικές παρατηρήσεις ισδιάστατη συνέλιξη Γραµµικότητα Αµεταβλητότητα στην ολίσθηση Σύνοψη ενότητας Χαρακτηριστικά των δισδιάστατων ψηφιακών συστηµάτων Τρόποι σύνδεσης των δισδιάστατων ψηφιακών φίλτρων ιαχωρίσιµα δισδιάστατα ψηφιακά συστήµατα Ευσταθή δισδιάστατα συστήµατα Aπόκριση στη συχνότητα των δισδιάστατων ψηφιακών συστηµάτων Σύνοψη ενότητας Σχεδίαση των δισδιάστατων ψηφιακών φίλτρων Υπολογισµός της κρουστικής απόκρισης από την απόκριση συχνότητας Σχεδίαση δισδιάστατων FIR φίλτρων µε τη µέθοδο των παραθύρων Άλλες µέθοδοι σχεδίασης των δισδιάστατων FIR φίλτρων Εφαρµογές των δισδιάστατων FIR φίλτρων Σύνοψη ενότητας Σύνοψη κεφαλαίου Bιβλιογραφία κεφαλαίου Απόδοση αγγλικών όρων στην ελληνική Aπαντήσεις Aσκήσεων Aυτοαξιολόγησης