Dozent: Prof. Andres Bruhn
Übungskoordinatoren: Daniel Maurer, Michael Stoll
Sommersemester 2019
Vorlesung mit Übungen (3+1SWS)
Sprache: Englisch
Vorlesung: Dienstag, 9:45 - 11:15, Informatikgebäude, Hörsaal V38.01.
Vorlesung: Freitag, 9:45 - 11:15, Informatikgebäude, Hörsaal V38.03 (14-tägig).
Übung: Freitag, 9:45 - 11:15, Informatikgebäude, Hörsaal V38.03 (14-tägig).
Diese Vorlesung vermittelt die Grundlagen der Repräsentation und Verarbeitung digitaler Bilder. Es soll zum einen erlernt werden, wie typische Störungen wie z.B. Rauschen oder Unschärfe aus Bildern entfernt werden können, ohne dass dabei die für die Weiterverarbeitung wichtige Information zerstört wird. Zum anderen soll erlernt werden, wie genau diese wichtige Information in Form von Kanten, Ecken oder Segmenten extrahiert werden kann, so dass sie anschließend durch einen Menschen oder einen weiteren Rechner (leichter) interpretierbar wird. Die im Rahmen dieser Vorlesung behandelten Algorithmen finden in einer ganzen Reihe von interessanten Bereichen Anwendung. Dazu zählen die medizinische Bildverarbeitung und Diagnostik, die computergestützte Qualitätsanalyse, die Navigation autonomer Fahrzeuge (Roboter, Autos), die Computergrafik, die Signalverarbeitung sowie die künstliche Intelligenz.
Im ersten Teil der Vorlesung werden die Bildakquise und die damit verbundenen typischen Störungen von Bildern besprochen, um dann auf geeignete Bildrepräsentationen einzugehen, die eine einfachere Beseitigung genau dieser Störungen ermöglichen (Fourier/DCT/Wavelets). Auch wird die Kompression und die Interpolation von Bildern diskutiert, damit Bilder effizient abgespeichert (JPG) und beliebig transformiert werden können (z.B. Skalierung, Drehung, Verzerrung). Der zweite Teil der Vorlesung behandelt dann elementare Algorithmen zur Bildanalyse. Diese erlauben es unter anderem, den Kontrast zu verbessern, charakteristische Merkmale wie Ecken oder Kanten zu finden, bestimmte Strukturen zu extrahieren, Rauschen und Unschärfe zu beseitigen sowie das Bild in semantisch bedeutsame Regionen bzw. Segmente zu unterteilen.
Der Besuch der Veranstaltung "Mathematik für Informatiker und Softwaretechniker" ist Voraussetzung.
Sämtliche Kursmaterialien (Folien, Übungen, Quellcodes und Musterlösungen) sind im ILIAS-System verfügbar.
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Vorlesung 01 |
09.04.2019 |
Introduction: Definitions, Image Types, Discretisation |
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Vorlesung 02 |
12.04.2019 |
Foundations I: Light, Optics, Cameras |
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Vorlesung 03 |
16.04.2019 |
Foundations II: Sensors, Perception, Colour Spaces |
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fällt aus |
19.04.2019 |
Karfreitag |
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Vorlesung 04 |
23.04.2019 |
Foundations III: Degradations in Digital Images |
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Vorlesung 05 |
26.04.2019 |
Image Transformations I: Continuous Fourier Transform |
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Vorlesung 06 |
30.04.2019 |
Image Transformations II: Sampling Theorem, DFT |
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Übung 01 |
03.05.2019 |
Übung 01 |
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Vorlesung 07 |
07.05.2019 |
Image Transformations III: DCT, Image Pyramids |
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Vorlesung 08 |
10.05.2019 |
Image Transformations IV: Discrete Wavelet Transform |
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Vorlesung 09 |
14.05.2019 |
Image Compression |
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Übung 02 |
17.05.2019 |
Übung 02 |
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Vorlesung 10 |
21.05.2019 |
Image Interpolation |
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Vorlesung 11 |
24.05.2019 |
Point Operations |
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Vorlesung 12 |
28.05.2019 |
Linear Filters I: System Theory |
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Übung 03 |
31.05.2019 |
Übung 03 |
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Vorlesung 13 |
04.06.2019 |
Linear Filters II: Edge Detection |
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Vorlesung 14 |
07.06.2019 |
Linear Filters III: Multichannel Edges, Corners |
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fällt aus |
11.06.2019 |
Pfingstferien |
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fällt aus |
14.06.2019 |
Pfingstferien |
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Vorlesung 15 |
18.06.2019 |
Nonlinear Filters I: Morphology |
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Übung 04 |
21.06.2019 |
Übung 04 |
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Vorlesung 16 |
25.06.2019 |
Nonlinear Filters II: Wavelet Shrinkage, Bilateral Filters, NL-Means |
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Vorlesung 17 |
28.06.2019 |
Nonlinear Filters III: Nonlinear Diffusion Filtering |
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Vorlesung 18 |
02.07.2019 |
Global Filters I: Discrete Variational Methods |
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Übung 05 |
05.07.2019 |
Übung 05 |
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Vorlesung 19 |
09.07.2019 |
Global Filters II: Continuous Variational Methods |
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Vorlesung 20 |
12.07.2019 |
Global Filters III: Deconvolution Methods |
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Vorlesung 21 |
16.07.2019 |
Segmentation |
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Übung 06 |
19.07.2019 |
Übung 06 |
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Übung 01 |
Ausgabe 26.04.2019 |
Abgabe 03.05.2019 |
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Übung 02 |
Ausgabe 10.05.2019 |
Abgabe 17.05.2019 |
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Übung 03 |
Ausgabe 24.05.2019 |
Abgabe 31.05.2019 |
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Übung 04 |
Ausgabe 14.06.2019 |
Abgabe 21.06.2019 |
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Übung 05 |
Ausgabe 28.06.2019 |
Abgabe 05.07.2019 |
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Übung 06 |
Ausgabe 12.07.2019 |
Abgabe 19.07.2019 |
Link zur Veranstaltung im Campus-System (Vorlesung)
Link zur Veranstaltung im Campus-System (Übung)
Link zur Veranstaltung in ILIAS
- Der Code funktioniert einwandfrei unter Linux.
- Falls das Einlesen und Herausschreiben Probleme unter Windows Probleme bereiten sollte, kann das Hinzufügen des binary flags helfen, z.B. inimage = fopen(in,"rb");
- Falls möglich, werden Windows Executables online gestellt. Benutzung auf eigene Gefahr (ohne Gewähr).