Kuva- ja videosignaalinen käsittely / Kari Jyrkkä

Esitys aiheesta: "Kuva- ja videosignaalinen käsittely / Kari Jyrkkä"— Esityksen transkriptio:

1 Kuva- ja videosignaalinen käsittely / Kari Jyrkkä
Johdanto Digital image processing sovellus alueet: Parannetaan kuvanlaatua ihmisen helpompaa tulkinta varten. Prosessoidaan kuva data talletusta, siirtoa tai tietokoneen tulkintaa varten. Kuva- ja videosignaalinen käsittely / Kari Jyrkkä

2 Kuva- ja videosignaalinen käsittely / Kari Jyrkkä
Mitä kuvankäsittely on? Kuva = f(x,y), missä x ja y alueen koordinaatit f:n amplitudi kyseisessä kohdassa on intensiteetti. Digitaalinen kuva, jos f:n arvot äärellisiä ja diskreettiarvoisia. Digitaalinen kuva koostuu kuvaelementeistä pikseleistä. Kuvankäsittelyä tehdään koko EM-spektrin alueella Kuva- ja videosignaalinen käsittely / Kari Jyrkkä

3 Kuva- ja videosignaalinen käsittely / Kari Jyrkkä
Kuvankäsittelyn historia Juuret sanomalehtien kuvan välityksessä (1920). Kuvan lähettäminen kaapelia pitkin Lontoon ja New Yorkin välillä. (5 harmaansävyä) Ensimmäiset tietokoneet (kuvankäsittelykyiset) 1960. Space imaging:1964 korjattiin luotaimen lähettämiä kuvia kuusta. Medical imaging Alun jälkeen kuvankäsittelyn käyttö laajeni useille alueille Satelliittikuvien analyysi Tuotteiden automaattinen tarkastus Jne.. Kuva- ja videosignaalinen käsittely / Kari Jyrkkä

4 Kuva- ja videosignaalinen käsittely / Kari Jyrkkä
Gamma-ray imaging: Mihin sovelluksiin kuvia käytetään? Lääketieteessä Tähtitieteessä Miten EM säteily saadaan kuvaa varten aikaan? Injektoidaan radioaktiivista isotooppia potilaaseen. Radioaktiivinen aine hajotessaan säteilee gamma säteitä. Avaruuden luontainen säteily. Kuva- ja videosignaalinen käsittely / Kari Jyrkkä

5 Kuva- ja videosignaalinen käsittely / Kari Jyrkkä
X-ray imaging: Mihin sovelluksiin kuvia käytetään? Lääketiede (esim sydämen verisuonten varjoainekuvaus) Teollisuudessa tuotteiden tarkastamiseen (jottei tarvitse rikkoa tuotetta) Tähtitieteessä Miten EM säteily saadaan kuvaa varten aikaan? Säteily tuotetaan röntgenputkella Varjoaineet kuvan parantamista varten Säteily voi olla myös luonnosta peräisin Kuva- ja videosignaalinen käsittely / Kari Jyrkkä

6 Kuva- ja videosignaalinen käsittely / Kari Jyrkkä
Ultraviolet imaging: Mihin sovelluksiin kuvia käytetään? Tähtitieteessä Mikroskoopeissa Miten EM säteily saadaan kuvaa varten aikaan? Ultraviolettivalon fotonin osuessa materiaalin (fluoresoiva) elektronien kanssa elektronit virittyvät ja säteilevät alemmalle energiatasolle siirtyessään (usein) näkyvää valoa, joka sitten detektoidaan = valokuvataan. Materiaali on joko luontaisesti fluoresoiva tai sitten se tehdään sellaiseksi kemikaalein. Kuva- ja videosignaalinen käsittely / Kari Jyrkkä

7 Kuva- ja videosignaalinen käsittely / Kari Jyrkkä
Visible & infrared imaging: Mihin sovelluksiin kuvia käytetään? Kaukokartoitukseen (satelliittikuvien avulla) Mikroskoopeissa Tähtitieteessä Visuaalisessa tuotteiden laadunvalvonnassa Miten EM säteily saadaan kuvaa varten aikaan? Kuvattava kohde säteilee infrapuna tai näkyvää valoa Kuva- ja videosignaalinen käsittely / Kari Jyrkkä

8 Kuva- ja videosignaalinen käsittely / Kari Jyrkkä
Microwave imaging: Mihin sovelluksiin kuvia käytetään? Tutka (näkee pilvien ja kasvillisuuden läpi) Miten EM säteily saadaan kuvaa varten aikaan? Lähetetä mikroaaltosäteilyä antennista ja mitataan kohteesta heijastunut energia vastaanottoantennilla. Kuva- ja videosignaalinen käsittely / Kari Jyrkkä

9 Kuva- ja videosignaalinen käsittely / Kari Jyrkkä
Radio imaging: Mihin sovelluksiin kuvia käytetään? Lääketieteessä (Magnetic Resonance Imaging, MRI) Tähtitieteessä Miten EM säteily saadaan kuvaa varten aikaan? Radiolähettimellä. Kuva- ja videosignaalinen käsittely / Kari Jyrkkä

10 Kuva- ja videosignaalinen käsittely / Kari Jyrkkä
Muita kuvantamismenetelmiä: Kuvaus ääntä käyttämällä Ultraäänikuvat (korkeat taajuudet) Geologisissa mittauksissa käytetään matalia äänitaajuuksia Sukellusveneissä Elektronimikroskopia Tietokoneella muodostetut kuvat Kuva- ja videosignaalinen käsittely / Kari Jyrkkä

11 Kuva- ja videosignaalinen käsittely / Kari Jyrkkä
Kuvankäsittelyn vaiheita Image acquisition (A/D, skaalaus) Image enhancement (subjektiivinen) Image restoration (objektiivinen parantaminen) Color image processing Wavelets / multiresolution processing Compression Morphological processing Segmentation Representation and description Object recognition Kuva- ja videosignaalinen käsittely / Kari Jyrkkä

12 Kuva- ja videosignaalinen käsittely / Kari Jyrkkä
Kuvankäsittely systeemi Image sensors… Specialized image processing hardware Computer Mass storage Image processing software Image displays Hardcopy Kuva- ja videosignaalinen käsittely / Kari Jyrkkä