I ROK MGR GIK. PRZEDMIOT: CYFROWE PRZETWARZANIE OBRAZU ‐ ĆWICZENIA wersja 140303
Ćwiczenie_1. Podstawowe operacje na obrazach cyfrowych
• Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się studentów z podstawowymi operacjami na obrazach cyfrowych wykorzystując dostępne oprogramowanie GIMP.
• Dane do ćwiczeń
Na ćwiczeniach korzystamy z danych (pliki: test.jpg oraz test_histo.jpg) zlokalizowanych na serwerze Katedry GFiTŚ:
http://twiki.fotogrametria.agh.edu.pl/bin/view/Dydaktyka/CyfrowePrzetwObrazu w zakładce Materiały dla studentów (login: StudentCPO, hasło: !cpo! ) .
Student powinien znać również swój nr „i” potrzebny do realizacji ćwiczenia.
Jeśli nie zna, należy zapytać prowadzącego.
• Oprogramowanie
W trakcie wykonywania ćwiczenia korzystamy z oprogramowania GIMP w wersji 2.8.
Program GIMP jest darmowy, można go również ściągnąć ze strony: http://www.gimp.org/downloads/
• Przebieg ćwiczeń
1. Część teoretyczna
Zapoznanie się studentów z podstawowymi operacjami na obrazie cyfrowym.
Definicja obrazu cyfrowego, histogramu, histogram dla obrazu kolorowego RGB, podstawowe operacje na histogramie, zmiana jasności, kontrastu, modyfikacja krzywych koloru.
Struktura pliku graficznego (nagłówek, obraz, koniec pliku), kompresja obrazów cyfrowych (bezstratna, stratna w tym algorytm JPEG).
Obliczenie wielkości pliku, przeliczenie rozdzielczości obrazu z dpi na wielkość piksela.
2. Część praktyczna
2.1 Odczytywanie podstawowych informacji o obrazie
Wczytać obraz „ test.jpg” do programu GIMP.
Znaleźć opcje pozwalające na odczytywanie danych o obrazie.
Sprawdzić jego typ, wymiar (np. Obraz‐> Wymiary płótna lub w innym miejscu) oraz rozdzielczość (np. Obraz ‐> Rozmiar wydruku).
CPO ‐ ćw.1. Podstawowe operacje na obrazach cyfrowych ‐ dr inż. Sławomir Mikrut – KGFiTŚ AGH
I ROK MGR GIK. PRZEDMIOT: CYFROWE PRZETWARZANIE OBRAZU ‐ ĆWICZENIA wersja 140303
2.2 Modyfikacja obrazu
Dokonać modyfikacji histogramu oraz kolorów Kolory‐> Poziomy. Sprawdzić czy obraz jest prawidłowo zarejestrowany (czy nie za ciemny lub jasny, czy nie dominuje jedna ze składowych koloru). Spróbować skorygować obraz przy pomocy różnych operacji na histogramie. Obraz ostateczny po poprawkach zapisać.
Otworzyć „ test_histo.jpg” i dokonać przyporządkowania obrazu do histogramu.
2.3 Zapis danych
Zapisać obraz w kilku dostępnych formatach (min. 5, np. TiF, JPG, BMP).
Dla formatu TIF zapisać obraz w trybie kolor (RGB) , indeksowany oraz zamienić na skalę szarości. Porównać wielkości plików po zapisie.
Wyliczyć wielkość teoretyczną pliku (liczba wierszy x liczba kolumn).
Odpowiedzieć na pytanie od czego zależy wielkość zapisywanego pliku ?
Dlaczego ten sam plik zapisany w różnych formatach ma różną pojemność na dysku ? Uzasadnić w sprawozdaniu.
2.4 Kompresja danych
Wyciąć z obrazu fragmenty o wielkości 160+i na 160+i pikseli (gdzie „i” jest nr studenta podanym przez prowadzącego) obejmujące swoim zasięgiem różne formy użytkowania terenu (las, woda, zabudowa, pola itp. – min. 5). Wycięte obrazy zapisać oryginalnie z rozszerzeniem *.TIF, a następnie z kompresją JPG dla 5 wybranych współczynników kompresji np. 60, 70, 80, 90, 100.
Sporządzić tabelkę i wykres, gdzie na osi X będzie odpowiedni współczynnik kompresji a na osi Y – wielkość pliku podana w bajtach.
Zastanowić się jaki wpływ ma wybór treści obrazu (formy użytkowania terenu) na kompresję obrazu.
2.5 Filtracja obrazu
Z menu Filtry wybrać trzy przykładowe filtry i pokazać efekt ich działania.
Filtracje przeprowadzić dla wybranego fragmentu obrazu. Zapisać wynik filtracji jako trzy obrazy i krótko opisać na czym polega działanie.
Należy również dla obrazu test.jpg odczytać wartości jasności pikseli z kwadratu 5 x 5 pikseli, którego początek (lewy górny róg) jest w punkcie 150+i, 150+i, a następnie funkcją splotu dokonać obliczenia wyników filtracji obrazu maską: 1
1
1
1
„i”
1
1
1
1
Wynik można sprawdzić filtrując obraz w programie GIMP przy użyciu opcji FILTRY
‐> OGÓLNE ‐> ZNIEKSZTALCENIA MACIERZOWE odpowiednio definiując maskę.
W sprawozdaniu napisać jaka jest różnica między normalizacja maski a jej brakiem stosując wspomniany wyżej filtr ‐ ZNIEKSZTALCENIA MACIERZOWE.
CPO ‐ ćw.1. Podstawowe operacje na obrazach cyfrowych ‐ dr inż. Sławomir Mikrut – KGFiTŚ AGH
I ROK MGR GIK. PRZEDMIOT: CYFROWE PRZETWARZANIE OBRAZU ‐ ĆWICZENIA wersja 140303
• Sprawozdanie techniczne
Z ćwiczeń należy sporządzić sprawozdanie, gdzie przedstawione będą wyniki przyporządkowania histogramu ( test_histo.jpg) do obrazu oraz odpowiedzi na pytania postawione w poszczególnych punktach konspektu.
Do punku kompresja danych należy sporządzić tabelkę (nazwa pliku, współczynnik kompresji, wielkość obrazu) oraz wykres. Dla czytelności wykresu należy przedstawić go w różnej kolorystyce. Należy również pokazać obrazy wycięte do testów (woda, zabudowa, pola itp.).
We wnioskach podać jaki wpływ mają poszczególne formy użytkowania na wielkość pliku.
Które kompresują się najlepiej, a które najgorzej i dlaczego.
Termin oddania 2 tygodnie. Każde następne oddanie (co 2 tygodnie) obniża ocenę o 0,5
stopnia.
Sprawozdanie w postaci JEDNEGO PLIKU w formacie PDF należy przesłać do prowadzącego za pomocą formularza strony Katedry GFiTŚ (link na pierwszej stronie – wybrać opcję: Przesyłanie sprawozdań).
W razie jakichkolwiek problemów proszę o kontakt smikrut@agh.edu.pl CPO ‐ ćw.1. Podstawowe operacje na obrazach cyfrowych ‐ dr inż. Sławomir Mikrut – KGFiTŚ AGH