IDiO_LAB_instr_1stud.pdf

(828 KB) Pobierz
708210940 UNPDF
POLITECHNIKA ŚLĄSKA
WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY
KATEDRA MECHATRONIKI
Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego
Przedmiot:
Inżynieria Dźwięku i Obrazu
Symbol ćwiczenia: IDiO1
Tytuł ćwiczenia:
Wprowadzenie do cyfrowego przetwarzania
obrazów
SPIS TREŚCI
Spis rysunków
2
1. Cele ćwiczenia
3
2. Podstawowe wiadomości
3
3.
Laboratoryjne stanowisko badawcze
5
3.1. Obiekt badany
5
3.2. Urządzenia dodatkowe
5
3.3. Oprogramowanie
5
4. Program ćwiczenia - wykaz zadań do realizacji
6
5. Przykład realizacji zadania – wczytanie obrazu cyfrowego do przestrzeni
roboczej
6
6.
Raport
7
7.
Pytania
8
Literatura
8
708210940.031.png 708210940.032.png 708210940.033.png 708210940.034.png 708210940.001.png 708210940.002.png 708210940.003.png 708210940.004.png 708210940.005.png 708210940.006.png 708210940.007.png
INŻYNIERIA DŹWIĘKU I OBRAZU – instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego
SPIS RYSUNKÓW
1. Projekcja obrazu na matrycę światłoczułą.
3
2.
Przestrzenne próbkowanie obrazu za pośrednictwem matrycy elementów
światłoczułych.
4
3.
Proces tworzenia obrazu cyfrowego – obrazowany obiekt (a), wartości
poziomów szarości wzdłuż linii skanowania A-B (b), próbkowanie
przestrzenne obrazu (c), kwantowanie obrazu (d).
4
4. Układ współrzędnych obrazu oraz numeracja pikseli obrazu cyfrowego.
5
5. Widok okna głównego środowiska Matlab.
6
6. Wczytywanie obrazu z poziomu podglądu przestrzeni roboczej.
7
2
Wprowadzenie do cyfrowego przetwarzania obrazów cyfrowych
708210940.008.png 708210940.009.png 708210940.010.png 708210940.011.png 708210940.012.png 708210940.013.png 708210940.014.png 708210940.015.png 708210940.016.png 708210940.017.png 708210940.018.png 708210940.019.png 708210940.020.png
INŻYNIERIA DŹWIĘKU I OBRAZU – instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego
1. CELE ĆWICZENIA
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z następującymi zagadnieniami:
Macierzowa reprezentacja obrazów monochromatycznych i kolorowych.
Wczytywanie obrazów cyfrowych do przestrzeni roboczej, zapisywanie przetworzonych
obrazów cyfrowych oraz wyświetlanie obrazów z poziomu środowiska Matlab.
Wykonywanie operacji arytmetycznych i logicznych na wartościach punktów
obrazowych (pikseli) obrazów cyfrowych.
2. PODSTAWOWE WIADOMOŚCI
Obrazy cyfrowe wytwarza się poprzez próbkowanie przestrzenne i kwantowanie
rejestrowanych obrazów analogowych. W celu rejestracji obrazu wymagane jest odpowiednie
oświetlenie sceny (najczęściej za pomocą światła widzialnego) oraz użycie układu
skupiającego promieniowanie odbite (układ optyczny) na powierzchni światłoczułej
(półprzewodnikowy analizator obrazu). Proces pozyskiwania obrazu jest przedstawiony na
rys. 1.
Rys. 1. Projekcja obrazu na matrycę światłoczułą [1].
Proces przestrzennego próbkowania obrazu realizowany jest najczęściej w sposób
„automatyczny” poprzez wyświetlenie go na prostokątnej matrycy elementów światłoczułych
(np. analizator obrazu typu CCD) o określonej rozdzielczości (rys. 2).
3
Wprowadzenie do cyfrowego przetwarzania obrazów cyfrowych
708210940.021.png 708210940.022.png 708210940.023.png
INŻYNIERIA DŹWIĘKU I OBRAZU – instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego
Rys. 2. Przestrzenne próbkowanie obrazu za pośrednictwem matrycy elementów światłoczułych [1].
Kolejnym krokiem przy tworzeniu obrazu cyfrowego jest zakodowanie wartości natężenia
promieniowania każdego z pikseli w postaci liczby binarnej, czyli kwantyzacja
obrazu (rys. 3).
Rys. 3. Proces tworzenia obrazu cyfrowego – obrazowany obiekt (a), wartości poziomów szarości
wzdłuż linii skanowania A-B (b), próbkowanie przestrzenne obrazu (c), kwantowanie obrazu (d) [1].
Po wykonaniu próbkowania i kwantyzacji obrazu otrzymuje się obraz cyfrowy, którego
reprezentacją jest macierz. Elementami tej macierzy są wartości zarejestrowanych natężeń
oświetlenia (tzw. poziomy szarości) w odpowiednich punktach obrazowych (rys. 4).
4
Wprowadzenie do cyfrowego przetwarzania obrazów cyfrowych
708210940.024.png 708210940.025.png 708210940.026.png 708210940.027.png
INŻYNIERIA DŹWIĘKU I OBRAZU – instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego
Rys. 4. Układ współrzędnych obrazu oraz numeracja pikseli obrazu cyfrowego [1].
Przyjmując, że rozdzielczość matrycy światłoczułej wynosi M x N obraz można przedstawić w
następującej postaci:
(1)
gdzie: f (0,0)… f ( M -1, N -1) wartości poziomów szarości dla poszczególnych pikseli obrazu.
Środowisko programistyczne Matlab z powodzeniem może być wykorzystywane jako
narzędzie przetwarzania obrazów cyfrowych ponieważ jego podstawową jednostką
obliczeniową jest macierz, a ponadto dostępny jest dodatkowy pakiet Image Processing
Toolbox zawierający funkcje i narzędzia ukierunkowane na przetwarzanie obrazów.
3. LABORATORYJNE STANOWISKO BADAWCZE
3.1. Obiekt badany
Brak – ćwiczenie komputerowe.
3.2. Urządzenia dodatkowe
Komputer PC
3.3. Oprogramowanie
Matlab w wersji 7.0 lub wyższej (rys. 5).
5
Wprowadzenie do cyfrowego przetwarzania obrazów cyfrowych
708210940.028.png 708210940.029.png 708210940.030.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin