Цифрова обробка зображень в автоматизованих та інформаційних системах

Основними завданнями вивчення дисципліни “Цифрова обробка зображень в автоматизованих та інформаційних системах” є набуття студентами знань, умінь і здатностей (компетенцій) щодо побудови, експлуатації та розробки комп’ютеризованих систем управління з вимірювальним каналом, що використовує цифрові зображення об’єктів управління. Предметом вивчення навчальної дисципліни є методи та засоби цифрової обробки зображень, що містять вимірювальну інформацію, в автоматизованих та інформаційних системах. Дана дисципліна базується на використанні знань, набутих студентами при вивченні вищої математики, програмування, мікропроцесорних систем, основ метрології, цифрової обробки сигналів.

Метою викладання навчальної дисципліни “Цифрова обробка зображень в автоматизованих та інформаційних системах” є опанування студентами методів цифрової обробки зображень, що містять вимірювальну інформацію, в автоматизованих та інформаційних системах.

Володіти знаннями щодо принципів, методів та способів зі створення алгоритмів та програмного забезпечення для приладів та автоматизованих вимірювальних систем. Здатність застосовувати методи математичного аналізу і моделювання, теоретичного та експериментального дослідження. Здатність проектувати автоматизовані системи та прилади з використанням сучасної методології виконання дослідження. Знання про принципи побудови сучасних автоматизованих, інформаційних та обчислювальних систем, перспективних напрямків їх розвитку. Знати стандартизовані апаратні та алгоритмічні засоби обробки вимірювальної інформації: алгоритми та приладові системи нормалізації, фільтрації, аналізу, перетворення аналогових та цифрових сигналів. Вміти створювати програмні засоби на базі стандартизованих програмних бібліотек, що реалізують алгоритми обробки вимірювальної інформації: алгоритми нормалізації, фільтрації, аналізу, перетворення сигналів.

Тема 1. Загальна характеристика цифрових зображень. Огляд форматів зберігання зображень. Різновиди зображень. Аналіз особливостей зображень. Організація роботи з цифровими зображеннями. Тема 2. Корекція яскравості та контрастності цифрових зображень. Режими роботи комп’ютера з цифровими зображеннями. Протоколи та інтерфейси обміну з пристроями формування зображень. Налагодження швидкості обміну в різноманітних режимах роботи. Параметри зображень, що впливають на яскравість та контрастність. Гістограма цифрових зображень. Методи корекції яскравості та контрастності. Тема 3. Фільтрація цифрових зображень. Джерела виникнення шумів на зображеннях. Статистичні та кореляційні характеристики шумів на зображеннях. Фільтрація шумів в часовій області. Фільтрація шумів в частотній області. Методи оцінки якості цифрових зображень. Тема 4. Відновлення цифрових зображень. Джерела виникнення динамічних похибок на зображеннях. Статистичні та кореляційні характеристики похибок зображень. Відновлення зображень в часовій області. Відновлення зображень в частотній області. Методи оцінки якості цифрових зображень. Тема 5. Огляд задач, що виникають при використанні цифрових зображень в автоматизованих та інформаційних системах. Налагодженні взаємодії пристроїв формування цифрових зображень з комп’ютером, оператором, мікропроцесорною системою керування. Варіанти побудови мікропроцесорних систем з цифровими зображеннями. Введення статичних цифрових сигналів. Особливості взаємодії мікропроцесорних систем з набором датчиків цифрових послідовностей зображень. Виведення інформації на дисплей. Тема 6. Інтерфейси обміну цифровими зображеннями. Інтерфейси контролерного обміну. Класифікація інтерфейсів. Інтерфейси міжконтролерного обміну. Класифікація інтерфейсів. Інтерфейс USB та IEEE 1394. Мікросхеми узгодження з каналами послідовного зв`язку. Загальні характеристики інтерфейсу. Драйвери інтерфейсу. Тема 7. Методи сегментації та виділення контурів на цифрових зображеннях. Сегментація напівтонових зображень за порогом яскравості. Оператори виділення контурів. Сегментація кольорових зображень. Метод водорозділів для сегментації. Особливості пошуку та виділення контурів на кольорових зображеннях. Розробка прикладного програмного забезпечення. Тема 8. Методи визначення геометричних параметрів об’єктів на цифрових зображеннях. Обробка напівтонових. Оператори виділення контурів та визначення геометричних параметрів. Обробка кольорових зображень. Метод Особливості пошуку об’єктів та визначення їх параметрів руху. Розробка прикладного програмного забезпечення.

Лабораторні та практичні заняття – 64 бали, модульний контроль – 20 балів, лекційні заняття – 16 балів.