Федеральное агентство по образованию

Уральский государственный технический университет – упи

имени первого Президента России Б. Н. Ельцина

Цифровая обработка изображений

Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Теория и техника цифровой обработки сигналов и изображений» для студентов всех форм обучения направления 2302200 – Информационные системы специальности 230201 – Информационные системы и технологии

Рекомендуется к изданию по решению методической комиссии Радиотехнического института – РТФ УГТУ – УПИ от ………

Екатеринбург

УГТУ – УПИ

2010

УДК 621.372.54:681.327.8

Составитель В.А. Добряк

Научный редактор доц., канд. техн. наук В.И. Гадзиковский

Цифровая обработка изображений:Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Теория и техника цифровой обработки сигналов и изображений»/ сост. В. А. Добряк. Екатеринбург: УГТУ – УПИ, 2010 .23с.

В методических указаниях даны варианты заданий для исследования методов цифровой обработки изображений с применением универсального математического пакета Mathcad. Рассматриваются методы поэлементного преобразования, линейной и нелинейной фильтрации, а также восстановления изображений.

Библиогр.: 7 назв. Табл. 6.

Подготовлено кафедрой «Радиоэлектроника информационных систем».

© УГТУ – УПИ, 2010

Общие методические указания

Лабораторные работы должны выполняться на современных персональных компьютерах с установленными программами Mathcad (версия 14 и позже), мощным графическим редактором (CorelDraw, Adobe Photoshop), текстовым процессором Microsoft Word.

Непосредственному выполнению каждой работы предшествует этап изучения указанной литературы. Работы выполняются дома, аудиторные часы, указанные в таблице 1, используются для консультаций и сдачи результатов работ.

Таблица 1

Перечень работ

№ работы	Название	Время на выполнение час., (внеауд./аудиторное)
1	Обработка изображений в пакете Mathcad	4/4
2	Поэлементное преобразование изображений	4/4
3	Медианная фильтрация изображений	6/4
4	Выделение контуров на изображениях	6/4
5	Восстановление изображений фильтром Винера	8/4
6	Неметрическая линейная восстанавливающая фильтрация изображений	8/4

Первая лабораторная работа имеет подготовительный характер, в ней осваивается инструментарий Mathcad для обработки изображений. Широко используются указанные ниже разделы справочной системы Mathcad.

Во второй работе исследуются методы поэлементной обработки изображений и создаются документы Mathcad, в каждом из которых реализуется один метод обработки.

Предметом изучения в третьей работе является один из методов нелинейной обработки изображений – медианная фильтрация, ее применение для устранения помех.

В четвертой работе исследуются методы выделения контуров на изображениях и создаются документы Mathcad, в каждом из которых реализуется один метод или группа сходных методов обработки.

В пятой и шестой работах исследуются методы восстановления изображений. В каждой из работ производится разработка двух математических документов:

• модель системы формирования изображений с заданной аппаратной функцией и характеристиками шума,

• модель, реализующая один из методов обработки изображений.

В качестве тестовых изображений в лабораторных работах рекомендуется использовать монохромные и цветные изображения различных классов:

• Класс 1. Изображения с небольшим количеством цветов или градаций яркости (4-16) и большими областями, заполненными одним цветом. Плавные переходы цветов отсутствуют. Примеры: деловая графика, штриховые миры, испытательные таблицы, гистограммы, диаграммы, графики и т.п.

• Класс 2. Изображения, с плавными переходами цветов, построенные на компьютере. Примеры: графика презентаций, эскизные модели в САПР.

• Класс 3. Фотореалистичные изображения. Примеры: отсканированные или цифровые фотографии, пейзажи, аэрофотоснимки или снимки из космоса.

Не рекомендуется использовать большие по размеру изображения. Для уменьшения времени счета в Mathcad нужно подготовить небольшие тестовые изображения средствами графических редакторов.

На защиту предъявляются файлы с аккуратно отформатированными документами Mathcad со всеми необходимыми комментариями и заголовками, пригодные для печати.

По каждой из работ оформляется бумажный отчет, содержащий:

• титульный лист,

• цель работы,

• rtf– или html– копии документов Mathcad,

• развернутые мотивированные выводы по исследовательской части работы.