ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4. АДАПТИВНАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Цель работы

Целью работы является знакомство с принципами проектирования адаптивных пространственных фильтров; изучение адаптивных реализаций фильтра Гаусса и бинаризации изображения в различных цветовых моделях; изучение методик адаптивного выбора фильтра в зависимости от области обработки; разработка собственного адаптивного фильтра.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомьтесь с теоретическими сведениями.

2. Получите задание и необходимые материалы у преподавателя.

3. Разработайте программный продукт в соответствии с заданием

4. Продемонстрируйте результат преподавателю.

5. Напишите отчет

6. Ответьте на контрольные вопросы

Задание

Необходимо модифицировать программу, полученную в ходе выполнения третьей лабораторной работе добавив следующие функции:

– адаптивная бинаризация изображения (минимум 3 критерия выбора порога)

– фильтр Гаусса с адаптивной подстройкой коэффициентов.

– адаптивная фильтрации изображения в различных цветовых моделях т.е. проведение адаптивной подстройки структуры фильтра для различных фильтров (реализовать три вида адаптивных фильтров: линейный, на основе порядковых статистиках и нелинейный) с использованием минимум 3х критериев адаптации – распределение критериев в группе самостоятельное (не более двух сходных критериев).

– реализовать адаптивный подбор фильтра по критериям (т.е. решить какой фильтр из 5ти и более применить к конкретному пикселю на основе базы знаний)

– добавить СВОЙ СОБСТВЕННЫЙ АДАПТИВНЫЙ ФИЛЬТР для различных цветовых моделей (придумать на основе известных подходов использя информацию, полученную на основе бинарного представления или анализе распределения и статистических данных изображения)

Проверка качества обработки следующим образом: открыли изображение à наложили шум à применили фильтр à рассчитали метрикуàзапомнили статистику и так несколько фильтров.

После чего для тех же изображений взять информацию по обработке для фильтров из третьей лабораторной работы и сравнить данные

Состав отчета

Отчет должен включать в себя следующие пункты:

1. Теоретические сведения

2. Структура программного продукта (в виде схемы модулей подразделенной на функциональные блоки)

3. Алгоритмическая реализация (реализация обработки в виде алгоритмов на русском языке с точки зрения реализации или в форме условного исходного кода в виде процедуры (псевдокод) )

4. Блок-схемы для реализованных фильтров

§ Для адаптивных алгоритмов расписать подробно выбор действия по критериям

§ Для своего собственного адаптивного фильтра также пояснить параметры подбора фильтрующей компоненты (типа и вида фильтра, его апертуры), методики коррекции структуры и размеров окна обработки или модификации коэффициентов (в зависимости от того какой подход был использован при реализации фильтра собственной разработки)

5. Примеры результатов обработки при заданных условиях (условия обязательно выставить такие же, как в лабораторной работе №3) с предоставлением в виде графиков и табличной форме сравнительных данных по метрикам и показателям быстродействия

4.5 Контрольные вопросы и задания

1. Приведите алгоритм реализации адаптивного фильтра Гаусса

2. Какие методы выбора порога при адаптивной бинаризации вам известны

3. Перечислите известные вам методы адаптивного выбора порогового значения

4. Раскройте суть метода адаптивного выбора фильтра

5. В чем заключается принцип адаптивной обработки.

6. Приведите алгоритм реализации адаптивного Медианного фильтра

7. Перечислите виды возможных критериев адаптивной фильтрации изображения

8. Приведите известные вам виды возможностей адаптаций фильтров.

9. На основании каких критериев можно проводить адаптацию структуры ядра фильтра

10. Приведите классификацию критериев адаптации на основе области анализа

11. Приведите алгоритм адаптивной фильтрации в основе которого лежит использовании классических фильтров

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5. МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ИЗОБРАЖЕНИЯ

Цель работы

Целью работы является изучение методов и алгоритмов морфологической обработки; знакомство с принципами повышения быстродействия морфологических операций расширения и сужения; разработка алгоритмов использующих принципы морфологической обработки.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомьтесь с теоретическими сведениями.

2. Получите задание и необходимые материалы у преподавателя.

3. Разработайте программный продукт в соответствии с заданием

4. Продемонстрируйте результат преподавателю.

5. Напишите отчет

6. Ответьте на контрольные вопросы

Задание

Необходимо модифицировать программу, полученную в ходе выполнения четвертой лабораторной работе добавив следующие функции:

– добавить морфологическую обработку для бинаризованных изображений несколько подходов реализации базовых операций «Расширения» «Сужения»:

§ классический вариант

§ ускоренный вариант

– предоставить возможность задавать различные маски обработки для разных морфологических операций

– добавить функцию комплексной морфологической обработки (т.е. предоставить возможность выставить очередь применяемых морфологических операций с указанием масок обработок для каждой из этих операций).

– добавить возможность расчета временных показателей работы реализованных алгоритмов

Состав отчета

Отчет должен включать в себя следующие пункты:

1. Теоретические сведения

2. Структура программного продукта (в виде схемы модулей подразделенной на функциональные блоки)

3. Алгоритмическая реализация (реализация морфологической обработки в виде алгоритмов на русском языке с точки зрения алгоритмизации или в форме условного исходного кода в виде процедуры (псевдокод) )

4. Блок-схемы для реализованных алгоритмов морфологической обработки

5. Примеры результатов обработки при заданных условиях (обязательно описать условия и виды масок морфологической обработки) с предоставлением в табличной форме сравнительных данных по показателям быстродействия

5.5 Контрольные вопросы и задания

1. Какие операции морфологической обработки вам известны

2. В чем заключается суть морфологической операции «Расширения»

3. В чем заключается суть морфологической операции «Сужения»

4. Приведите алгоритм реализации операции «Расширения»

5. Приведите алгоритм реализации операции «Сужения»

6. Какие методы позволят ускорить морфологическую операцию «Сужения»

7. Каким способом можно повысить быстродействие применения операции «Расширения»

8. Какие морфологические операции необходимо выполнить для формирования внутреннего контура

9. Приведите алгоритм морфологической скелетизации

10. Перечислите возможные области применения морфологической обработки