1. TÊN HỌC PHẦN:
Tiếng Việt: Xử lý ảnh.
Tiếng Anh: Digital Image Processing.
Mã học phần: CNTT1125 Số tín chỉ: 02
2. BỘ MÔN PHỤ TRÁCH GIẢNG DẠY:
Bộ môn Công nghệ thông tin.
3. ĐIỀU KIỆN HỌC TRƯỚC:
Sinh viên cần học trước các môn học sau đây để tiếp thu được tốt môn học.
- Nhập môn công nghệ thông tin.
- Cấu trúc dữ liệu & giải thuật.
- Phân tích và thiết kế thuật toán.
4. MÔ TẢ HỌC PHẦN:
- Xử lý ảnh là môn học bắt buộc thuộc khối kiến thức giáo dục chuyên nghiệp của ngành Khoa học máy tính. Môn học trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản và chuyên sâu về lĩnh vực xử lý ảnh, đồng thời cũng trang bị cho sinh viên cách tiếp cận để giải bài toán liên quan đến Xử lý ảnh từ góc độ tin học.
- Nội dung môn học bao gồm:
üGiới thiệu chung về xử lý ảnh số: Tổng quan về xử lý ảnh số, hệ thống xử lý ảnh số, các vấn đề cơ bản trong xử lý ảnh, vấn đề tạo ảnh và biểu diễn ảnh.
üThu nhận và số hóa ảnh: Các thiết bị thu nhận ảnh, cảm nhận ảnh, vấn đề lấy mẫu và lượng tử hoá ảnh.
üCác phép toán, các phương pháp cơ bản của xử lý ảnh số: Giới thiệu các phương pháp cơ bản, các phép toán điểm ảnh, vấn đề lọc ảnh và khôi phục ảnh, các phép biến đổi ảnh.
üCải thiện và nâng cấp ảnh: Giới thiệu về cải thiện nâng cấp ảnh, cải thiện ảnh sử dụng phép biến đổi độ tương phản, cải thiện ảnh sử dụng phép lọc nhiễu, lọc tăng cường độ nét biên ảnh.
üPhát hiện và tách biên ảnh: Các khái niệm,phát hiện biên dựa trên phương pháp đạo hàm, phát hiện biên dựa trên phương pháp quy hoạch động, một số phương pháp khác.
üPhân vùng ảnh: Các hướng tiếp cận của phân vùng ảnh, phân vùng ảnh dựa theo ngưỡng biên độ, phân vùng dựa trên sự phân lớp điểm ảnh, phân vùng ảnh dựa theo đường biên, phân vùng ảnh dựa theo cấu trúc, phân vùng ảnh dựa theo kết cấu bề mặt.
üBiểu diễn và xử lý ảnh nhị phân: Khái niệm ảnh nhị phân và cách tạo ảnh nhị phân, biểu diễn và mã hoá ảnh nhị phân, các phép toán xử lý hình thể, xương ảnh và phương pháp tìm xương nhị phân, nhận dạng đối tượng ảnh.
üMã hóa và nén dữ liệu ảnh: Giới thiệu phương pháp, các phương pháp mã hoá dữ liệu ảnh, mã hoá và nén ảnh theo chuẩn JPEG, MPEG.
5. MỤC TIÊU HỌC PHẦN:
- Về lý thuyết: Sau khi học xong môn học, sinh viên có thể nắm được những kiến thức cơ bản và chuyên sâu trong lĩnh vực xử lý ảnh số: Thu nhận và số hóa ảnh, các phép toán cơ bản của xử lý ảnh, các phép biến đổi ảnh, phép cải thiện nâng cấp ảnh, các phương pháp phân tích và xử lý ảnh, nén ảnh và mã hóa ảnh, các phương pháp biểu diễn và xử lý ảnh nhị phân. Những kiến thức này sẽ giúp cho sinh viên có được nền tảng cần thiết để đi sâu vào các chuyên đề khác như: nhận dạng, …và có thể giải quyết các vấn đề liên quan trong thực tế.
- Về kỹ năng: Trang bị cho sinh viên có khả năng nghiên cứu, phân tích, tổng hợp, giải quyết và đánh giá các bài toán thực tế. Ngoài ra, còn trang bị kỹ năng làm việc độc lập hoặc làm việc theo nhóm, kỹ năng thuyết trình trước đám đông, góp phần phát triển kỹ năng mềm của sinh viên.
6. NỘI DUNG HỌC PHẦN:
PHÂN BỐ THỜI GIAN
STT
|
Nội dung
|
Tổng số
tiết
|
Trong đó
|
Ghi chú
|
Lý thuyết
|
Bài tập, thảo luận, kiểm tra
|
1
|
Chương 1
|
2
|
1
|
1
|
Phòng máy
|
2
|
Chương 2
|
2
|
1
|
1
|
3
|
Chương 3
|
6
|
4
|
2
|
4
|
Chương 4
|
5
|
3
|
2
|
5
|
Chương 5
|
6
|
4
|
2
|
6
|
Chương 6
|
5
|
3
|
2
|
7
|
Chương 7
|
2
|
1
|
1
|
8
|
Chương 8
|
2
|
1
|
1
|
|
Tổng cộng
|
30
|
18
|
12
|
|
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG
Chương này giới thiệu tổng quan về xử lý ảnh số: Các giai đoạn chính trong xử lý ảnh, các thành phần chính của hệ thống xử lý ảnh, mô hình hóa ảnh, các vấn đề cơ bản trong xử lý ảnh, quá trình hình thành ảnh, quá trình tạo thành ảnh trong mắt, màu sắc, các mô hình biểu diễn ảnh.
CHƯƠNG 2: THU NHẬN VÀ SỐ HOÁ ẢNH
Chương này giới thiệu về thu nhận và số hóa ảnh: Các thiết bị thu nhận ảnh, vấn đề cảm nhận ảnh, độ sáng, độ chói, độ tương phản, biểu diễn màu, các hệ thống cảm nhận màu, lấy mẫu ảnh, lượng tử hoá ảnh.
CHƯƠNG 3: CÁC PHÉP TOÁN, CÁC PHƯƠNG PHÁP CƠ BẢN CỦA XỬ LÝ ẢNH SỐ
Chương này giới thiệu về các phép toán, các phương pháp cơ bản của xử lý ảnh số: Khái quát chung, các phép toán điểm ảnh, kỹ thuật cài đặt phép toán điểm ảnh, các toán tử tuyến tính, lọc tuyến tính, lọc phi tuyến, các phép biến đổi ảnh như: Phép biến đổi đơn vị, phép biến đổi Fourier rời rạc, phép biến đổi KL.
CHƯƠNG 4: CẢI THIỆN VÀ NÂNG CẤP ẢNH
Chương này trình bày các vấn đề về cải thiện và nâng cấp ảnh: Cải thiện ảnh sử dụng phép biến đổi độ tương phản, biến đổi độ tương phản bằng các phép toán điểm ảnh, biến đổi độ tương phản dựa trên biến đổi lược đồ xám, cải thiện ảnh sử dụng phép lọc nhiễu, lọc tăng cường độ nét biên ảnh.
CHƯƠNG 5: PHÁT HIỆN VÀ TÁCH BIÊN ẢNH
Chương này trình bày các phương pháp phát hiện và tách biên ảnh: Các khái niệm, phát hiện biên dựa trên phương pháp đạo hàm sử dụng kỹ thuật Gradient, phương pháp đạo hàm sử dụng kỹ thuật Laplace, Kỹ thuật đạo hàm tích chập – phương pháp Canny, phát hiện biên dựa trên phương pháp quy hoạch động và một số phương pháp khác như: Tiếp cận theo mô hình mặt, tiếp cận tối ưu.
CHƯƠNG 6: PHÂN VÙNG ẢNH
Chương này trình bày về phân vùng ảnh: Một số khái niệm, các hướng tiếp cận của phân vùng ảnh, phân vùng ảnh dựa theo ngưỡng biên độ, phân vùng dựa trên sự phân lớp điểm ảnh, phân vùng ảnh dựa theo đường biên, phân vùng ảnh dựa theo cấu trúc, phân vùng ảnh dựa theo cách tiếp cận thống kê, tiếp cận cấu trúc.
CHƯƠNG 7: BIỂU DIỆN VÀ XỬ LÝ ẢNH NHỊ PHÂN
Chương này trình bày về vấn đề: Biểu diễn và xử lý ảnh nhị phân: Các khái niệm về ảnh nhị phân, phương pháp tạo ảnh nhị phân, các phương pháp biểu diễn và mã hoá ảnh nhị phân dựa trên định dạng của ảnh đa mức xám, dựa trên đường chu tuyến, dựa trên cây tứ phân, các phép co ảnh nhị phân, phép giãn ảnh nhị phân, các phép xử lý cụ bộ ảnh nhị phân, các phương pháp tìm xương ảnh nhị phân.
CHƯƠNG 8: MÃ HOÁ VÀ NÉN DỮ LIỆU ẢNH
Chương này trình bày về các phương pháp nén dữ liệu ảnh: Giới thiệu chung về phương pháp, mã hoá điểm ảnh, các kỹ thuật tiên đoán, mã hoá ảnh dựa trên các phép biến đổi, mã hoá và nén ảnh theo chuẩn JPEG, MPEG.
7. GIÁO TRÌNH:
“Lương Mạnh Bá, Nguyễn Thanh Thuỷ (1999), Nhập môn xử lý ảnh số, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật”
8. TÀI LIỆU THAM KHẢO:
[1] “ThS. Lưu Minh Tuấn (2006), Bài giảng môn Xử lý ảnh (Tài liệu Lưu hành nội bộ), Bộ môn CNTT – ĐHKTQD”.
[2] “GS. TS. Nguyễn Hoàng Lan (2000), Bài giảng môn học Xử lý ảnh giành cho học viên Cao học(Tài liệu Lưu hành nội bộ), Trung tâm bồi dưỡng và đào tạo sau đại học - Trường Đại học Bách khoa Hà nội”.
[3] “Ngô Diên Tập (1997), Xử lý ảnh bằng máy tính, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật”.
[4] “ANIL K. JAIN (1989), Fundamentals of Digital Image Processing (Sách). Prentice – Hall”.
9. PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ HỌC PHẦN:
- Thảo luận, dự lớp và làm bài tập thực hành trên lớp: Đánh giá Điểm 10% số điểm (hệ số 0.1).
- 01 Bài tập lớn/Tiểu luận có thuyết trình báo cáo và 01 bài kiểm tra: Đánh giá Điểm 20% số điểm (hệ số 0.2).
- Thi cuối kỳ: Thi tự luận 90 phút: Đánh giá Điểm 70% số điểm (hệ số 0.7)
- Công thức tính điểm học phần: Thang điểm: 10. Chi tiết như sau:
Điểm học phần = Điểm 10% x 0.1+ Điểm 20% x 0.2 + Điểm 70% x 0.7