6. Wymień i krótko omów znane Ci typy danych stosowane w zapisie obrazów satelitarnych (rodzaje słów binarnych i ich długości bitowe). Dane typu bitowego- Bitmapa- pozyskana ze skanowania obszaru. Dwuwymiarowa macierz o składająca się z pikseli o określonej liczbie wierszy i kolumn oraz wartości odcieni szarości(monochromatyczne), lub koloru do poszczególnych pikseli. Dla monochromatycznych zazwyczaj 8-bitów co daje 256 odcieni szarości, dla kolorowych RGB, 24-bity, po 8 na każdy podstawowy kolor, co daje 16,7mln kolorów.Najpopularniejsze edytory rastrowe Aldus PhotoStyler, Adobe Photoshop, Corel Photo Paint, Dane trójwymiarowe nazywane są Wokselami Dane rastrowe charakteryzowane są tzw. Rozdzielczością obrazu wyrażoną zazwyczaj liczbą pikseli przypadającej na liczbę pikseli 1 cala.
7. Wymień rodzaje znanych Ci filtrów przestrzennych i podaj przykłady numeryczne. Filtracja przestrzenna-operacje o charakterze lokalnym tzn.nowa wartość piksela (jasność,jaskrawość,barwa) jest obliczana na podstawie wartości pikseli sąsiednich.Rozmiar i kształt rastra, czyli ilość kolumn i wierszy pozstaje niezmieniona.Podstawą filtracji jest maska:a)okresła zasięg sąsiedztwa w ramach którego jest obliczana nowa wartość piksela, może być regularna lub nieregularna b)zawiera wagi-współczynniki,stanowiące o wpływie poszczególnych pikseli na obliczaną nową wartośćRodzaje filtrów -Efekt filtracji zależy od rodzaju filtru który zostanie do tego celu wykorzystany oraz od jego wielkości: Filtry dolnoprzepustowe-Działanie tego typu filtrów opiera się na usuwaniu elementów obrazu o wysokiej częstotliwości i przepuszczaniu elementów o niskiej częstotliwości. Ponieważ większość szumów występujących w obrazach zawiera się w wysokich częstotliwościach, filtry te przeważnie wykorzystuje się właśnie do eliminacji zakłóceń. Właściwie dopasowując rząd macierzy filtru można usuwać zakłócenia różnej wielkości, ograniczając przy tym utratę szczegółów(wysokich częstotliwości) w odfiltrowywanym obrazie. Filtry dolnoprzepustowe to zazwyczaj filtry uśredniające z pewnymi wagami. Filtry górnoprzepustowe -Filtry te działają w sposób odwrotny do filtrów dolnoprzepustowych, tłumią one niskoczęstotliwościowe elementy obrazu, wzmacniają natomiast elementy o wysokich częstotliwościach. Wynikiem działania tego typu filtrów jest podkreślenie, uwypuklenie elementów obrazu o dużej częstotliwości poprzez zwiększenie ich jasności, koloru, itp. Filtry statystyczne-Wyróżnia je fakt, iż nie posiadają stałej maski jak w przypadku innych filtrów. Nowe wartości pikseli są wyliczane na drodze sortowania pikseli obrazu źródłowego w obrębie maski. Po sortowaniu, w zależności od rodzaju filtru, wybierana jest wartość środkowa, maksymalna, bądź minimalna. Filtr medianowy-jest przykładem filtru nieliniowego. Stosuje się go przede wszystkim do usuwania zakłóceń punktowych, potrafi on wtedy usunąć szum przy minimalnej utracie jakości obrazu lub całkowicie bez strat. Filtr maksymalny i minimalny-Do obrazu wynikowego jest kopiowana minimalna lub maksymalna wartość przyjmowana przez punkty sąsiadujące z punktem "wybranym" przez środek maski. Filtrowi minimalnemu towarzyszy "erozja" (zmniejszenie) wielkości obiektów obrazu, maksymalnemu zaś - ich "dylatacja" (powiększenie). Inne filtry-Filtry konturowe, Filtry krawędziowe, Kierunkowe filtry gradientowe, Płaskorzeźba, Laplace'an
8. Wymień i opisz metody interpolacji wartości pikseli (resampling).
Elementarnym elementem obrazu cyfrowego podlegającym przetworzeniu jest piksel.Pierwszym etapem przekształcenia jest transformacja współrzędnych środków poszczególnych pikseli do położenia na obrazie wynikowym.W wyniku otrzymamy nieregularną siatkę „nowych pikseli".Drugim etapem jest tzw. „resampling” tzn. interpolacja jasności regularnej siatki pikseli na podstawie nieregularnie rozłożonych „nowych pikseli”.Metoda odwrotna polega na tym, że transformacja położenia środków pikseli dokonywana jest w kierunku odwrotnym niż poprzednio. Środki pikseli obrazu wynikowego transformowane są na obraz pierwotny. Następnie jasność przetransformowanego środka piksela jest interpolowana na podstawie otaczających go pikseli obrazu pierwotnego. Wyinerpolowana jasność przypisywana jest przetwarzanemu pikselowi obrazu wtórnego. Stosuje się różne metody interpolacji: • najbliższego sąsiada (jasność piksela obrazu wynikowego równa jest jasności - najbliższego z przetransformowanych środków obrazu pierwotnego • interpolacja ze zbioru kilku otaczających przetransformowanych środków obrazu pierwotnego z wykorzystaniem jakiejś funkcji (np biliniowa, bisześcienna).
9. W jakim celu przeprowadza się korekcje geometryczne?
Korekcja geometryczna eliminuje zniekształcenia obrazu wynikające z ruchu sensorów oraz faktu rzutowania fragmentu powierzchni kuli ziemskiej (3D) na płaszczyznę (2D). Bardzo ważny w tym procesie jest wybór odpowiedniego odwzorowania kartograficznego i systemu odniesień przestrzennych. Niezbędna jest również tzw. ortorektyfikacja usuwająca zniekształcenia kształtów obiektów widocznych na obrazie spowodowane wpływem rzeźby terenu. Korekcja geometryczna zdjęć lotniczych i satelitarnych wymaga znajomości dokładnych współrzędnych wybranych punktów terenowych widocznych na zdjęciach.
10. Co to jest błąd średniokwadratowy? Analizując filtry redukujące zakłócenia w obrazie cyfrowym konieczne jest określenie ścisłych miar skuteczności algorytmów filtracji. Lista najczęściej wykorzystywanych miar podana jest poniżej. We wszystkich przypadkach f oraz f’ oznaczają odpowiednio obraz oryginalny (bez zakłócenia) oraz wynik filtracji obrazu zakłóconego, natomiast n oraz m oznaczają liczbę wierzy i kolumn obrazu.
MSE=$\frac{1}{\text{nm}}\sum_{i = 1}^{n}{\sum_{j = 1}^{m}{(f\left( i,j \right) - f^{'}\left( i,j \right))}^{2}}$
6. Wymień i krótko omów znane Ci typy danych stosowane w zapisie obrazów satelitarnych (rodzaje słów binarnych i ich długości bitowe). Dane typu bitowego- Bitmapa- pozyskana ze skanowania obszaru. Dwuwymiarowa macierz o składająca się z pikseli o określonej liczbie wierszy i kolumn oraz wartości odcieni szarości(monochromatyczne), lub koloru do poszczególnych pikseli. Dla monochromatycznych zazwyczaj 8-bitów co daje 256 odcieni szarości, dla kolorowych RGB, 24-bity, po 8 na każdy podstawowy kolor, co daje 16,7mln kolorów.Najpopularniejsze edytory rastrowe Aldus PhotoStyler, Adobe Photoshop, Corel Photo Paint, Dane trójwymiarowe nazywane są Wokselami Dane rastrowe charakteryzowane są tzw. Rozdzielczością obrazu wyrażoną zazwyczaj liczbą pikseli przypadającej na liczbę pikseli 1 cala.
7. Wymień rodzaje znanych Ci filtrów przestrzennych i podaj przykłady numeryczne. Filtracja przestrzenna-operacje o charakterze lokalnym tzn.nowa wartość piksela (jasność,jaskrawość,barwa) jest obliczana na podstawie wartości pikseli sąsiednich.Rozmiar i kształt rastra, czyli ilość kolumn i wierszy pozstaje niezmieniona.Podstawą filtracji jest maska:a)okresła zasięg sąsiedztwa w ramach którego jest obliczana nowa wartość piksela, może być regularna lub nieregularna b)zawiera wagi-współczynniki,stanowiące o wpływie poszczególnych pikseli na obliczaną nową wartośćRodzaje filtrów -Efekt filtracji zależy od rodzaju filtru który zostanie do tego celu wykorzystany oraz od jego wielkości: Filtry dolnoprzepustowe-Działanie tego typu filtrów opiera się na usuwaniu elementów obrazu o wysokiej częstotliwości i przepuszczaniu elementów o niskiej częstotliwości. Ponieważ większość szumów występujących w obrazach zawiera się w wysokich częstotliwościach, filtry te przeważnie wykorzystuje się właśnie do eliminacji zakłóceń. Właściwie dopasowując rząd macierzy filtru można usuwać zakłócenia różnej wielkości, ograniczając przy tym utratę szczegółów(wysokich częstotliwości) w odfiltrowywanym obrazie. Filtry dolnoprzepustowe to zazwyczaj filtry uśredniające z pewnymi wagami. Filtry górnoprzepustowe -Filtry te działają w sposób odwrotny do filtrów dolnoprzepustowych, tłumią one niskoczęstotliwościowe elementy obrazu, wzmacniają natomiast elementy o wysokich częstotliwościach. Wynikiem działania tego typu filtrów jest podkreślenie, uwypuklenie elementów obrazu o dużej częstotliwości poprzez zwiększenie ich jasności, koloru, itp. Filtry statystyczne-Wyróżnia je fakt, iż nie posiadają stałej maski jak w przypadku innych filtrów. Nowe wartości pikseli są wyliczane na drodze sortowania pikseli obrazu źródłowego w obrębie maski. Po sortowaniu, w zależności od rodzaju filtru, wybierana jest wartość środkowa, maksymalna, bądź minimalna. Filtr medianowy-jest przykładem filtru nieliniowego. Stosuje się go przede wszystkim do usuwania zakłóceń punktowych, potrafi on wtedy usunąć szum przy minimalnej utracie jakości obrazu lub całkowicie bez strat. Filtr maksymalny i minimalny-Do obrazu wynikowego jest kopiowana minimalna lub maksymalna wartość przyjmowana przez punkty sąsiadujące z punktem "wybranym" przez środek maski. Filtrowi minimalnemu towarzyszy "erozja" (zmniejszenie) wielkości obiektów obrazu, maksymalnemu zaś - ich "dylatacja" (powiększenie). Inne filtry-Filtry konturowe, Filtry krawędziowe, Kierunkowe filtry gradientowe, Płaskorzeźba, Laplace'an
8. Wymień i opisz metody interpolacji wartości pikseli (resampling).
Elementarnym elementem obrazu cyfrowego podlegającym przetworzeniu jest piksel.Pierwszym etapem przekształcenia jest transformacja współrzędnych środków poszczególnych pikseli do położenia na obrazie wynikowym.W wyniku otrzymamy nieregularną siatkę „nowych pikseli".Drugim etapem jest tzw. „resampling” tzn. interpolacja jasności regularnej siatki pikseli na podstawie nieregularnie rozłożonych „nowych pikseli”.Metoda odwrotna polega na tym, że transformacja położenia środków pikseli dokonywana jest w kierunku odwrotnym niż poprzednio. Środki pikseli obrazu wynikowego transformowane są na obraz pierwotny. Następnie jasność przetransformowanego środka piksela jest interpolowana na podstawie otaczających go pikseli obrazu pierwotnego. Wyinerpolowana jasność przypisywana jest przetwarzanemu pikselowi obrazu wtórnego. Stosuje się różne metody interpolacji: • najbliższego sąsiada (jasność piksela obrazu wynikowego równa jest jasności - najbliższego z przetransformowanych środków obrazu pierwotnego • interpolacja ze zbioru kilku otaczających przetransformowanych środków obrazu pierwotnego z wykorzystaniem jakiejś funkcji (np biliniowa, bisześcienna).
9. W jakim celu przeprowadza się korekcje geometryczne?
Korekcja geometryczna eliminuje zniekształcenia obrazu wynikające z ruchu sensorów oraz faktu rzutowania fragmentu powierzchni kuli ziemskiej (3D) na płaszczyznę (2D). Bardzo ważny w tym procesie jest wybór odpowiedniego odwzorowania kartograficznego i systemu odniesień przestrzennych. Niezbędna jest również tzw. ortorektyfikacja usuwająca zniekształcenia kształtów obiektów widocznych na obrazie spowodowane wpływem rzeźby terenu. Korekcja geometryczna zdjęć lotniczych i satelitarnych wymaga znajomości dokładnych współrzędnych wybranych punktów terenowych widocznych na zdjęciach.
10. Co to jest błąd średniokwadratowy? Analizując filtry redukujące zakłócenia w obrazie cyfrowym konieczne jest określenie ścisłych miar skuteczności algorytmów filtracji. Lista najczęściej wykorzystywanych miar podana jest poniżej. We wszystkich przypadkach f oraz f’ oznaczają odpowiednio obraz oryginalny (bez zakłócenia) oraz wynik filtracji obrazu zakłóconego, natomiast n oraz m oznaczają liczbę wierzy i kolumn obrazu.
MSE=$\frac{1}{\text{nm}}\sum_{i = 1}^{n}{\sum_{j = 1}^{m}{(f\left( i,j \right) - f^{'}\left( i,j \right))}^{2}}$
6. Wymień i krótko omów znane Ci typy danych stosowane w zapisie obrazów satelitarnych (rodzaje słów binarnych i ich długości bitowe). Dane typu bitowego- Bitmapa- pozyskana ze skanowania obszaru. Dwuwymiarowa macierz o składająca się z pikseli o określonej liczbie wierszy i kolumn oraz wartości odcieni szarości(monochromatyczne), lub koloru do poszczególnych pikseli. Dla monochromatycznych zazwyczaj 8-bitów co daje 256 odcieni szarości, dla kolorowych RGB, 24-bity, po 8 na każdy podstawowy kolor, co daje 16,7mln kolorów.Najpopularniejsze edytory rastrowe Aldus PhotoStyler, Adobe Photoshop, Corel Photo Paint, Dane trójwymiarowe nazywane są Wokselami Dane rastrowe charakteryzowane są tzw. Rozdzielczością obrazu wyrażoną zazwyczaj liczbą pikseli przypadającej na liczbę pikseli 1 cala.
7. Wymień rodzaje znanych Ci filtrów przestrzennych i podaj przykłady numeryczne. Filtracja przestrzenna-operacje o charakterze lokalnym tzn.nowa wartość piksela (jasność,jaskrawość,barwa) jest obliczana na podstawie wartości pikseli sąsiednich.Rozmiar i kształt rastra, czyli ilość kolumn i wierszy pozstaje niezmieniona.Podstawą filtracji jest maska:a)okresła zasięg sąsiedztwa w ramach którego jest obliczana nowa wartość piksela, może być regularna lub nieregularna b)zawiera wagi-współczynniki,stanowiące o wpływie poszczególnych pikseli na obliczaną nową wartośćRodzaje filtrów -Efekt filtracji zależy od rodzaju filtru który zostanie do tego celu wykorzystany oraz od jego wielkości: Filtry dolnoprzepustowe-Działanie tego typu filtrów opiera się na usuwaniu elementów obrazu o wysokiej częstotliwości i przepuszczaniu elementów o niskiej częstotliwości. Ponieważ większość szumów występujących w obrazach zawiera się w wysokich częstotliwościach, filtry te przeważnie wykorzystuje się właśnie do eliminacji zakłóceń. Właściwie dopasowując rząd macierzy filtru można usuwać zakłócenia różnej wielkości, ograniczając przy tym utratę szczegółów(wysokich częstotliwości) w odfiltrowywanym obrazie. Filtry dolnoprzepustowe to zazwyczaj filtry uśredniające z pewnymi wagami. Filtry górnoprzepustowe -Filtry te działają w sposób odwrotny do filtrów dolnoprzepustowych, tłumią one niskoczęstotliwościowe elementy obrazu, wzmacniają natomiast elementy o wysokich częstotliwościach. Wynikiem działania tego typu filtrów jest podkreślenie, uwypuklenie elementów obrazu o dużej częstotliwości poprzez zwiększenie ich jasności, koloru, itp. Filtry statystyczne-Wyróżnia je fakt, iż nie posiadają stałej maski jak w przypadku innych filtrów. Nowe wartości pikseli są wyliczane na drodze sortowania pikseli obrazu źródłowego w obrębie maski. Po sortowaniu, w zależności od rodzaju filtru, wybierana jest wartość środkowa, maksymalna, bądź minimalna. Filtr medianowy-jest przykładem filtru nieliniowego. Stosuje się go przede wszystkim do usuwania zakłóceń punktowych, potrafi on wtedy usunąć szum przy minimalnej utracie jakości obrazu lub całkowicie bez strat. Filtr maksymalny i minimalny-Do obrazu wynikowego jest kopiowana minimalna lub maksymalna wartość przyjmowana przez punkty sąsiadujące z punktem "wybranym" przez środek maski. Filtrowi minimalnemu towarzyszy "erozja" (zmniejszenie) wielkości obiektów obrazu, maksymalnemu zaś - ich "dylatacja" (powiększenie). Inne filtry-Filtry konturowe, Filtry krawędziowe, Kierunkowe filtry gradientowe, Płaskorzeźba, Laplace'an
8. Wymień i opisz metody interpolacji wartości pikseli (resampling).
Elementarnym elementem obrazu cyfrowego podlegającym przetworzeniu jest piksel.Pierwszym etapem przekształcenia jest transformacja współrzędnych środków poszczególnych pikseli do położenia na obrazie wynikowym.W wyniku otrzymamy nieregularną siatkę „nowych pikseli".Drugim etapem jest tzw. „resampling” tzn. interpolacja jasności regularnej siatki pikseli na podstawie nieregularnie rozłożonych „nowych pikseli”.Metoda odwrotna polega na tym, że transformacja położenia środków pikseli dokonywana jest w kierunku odwrotnym niż poprzednio. Środki pikseli obrazu wynikowego transformowane są na obraz pierwotny. Następnie jasność przetransformowanego środka piksela jest interpolowana na podstawie otaczających go pikseli obrazu pierwotnego. Wyinerpolowana jasność przypisywana jest przetwarzanemu pikselowi obrazu wtórnego. Stosuje się różne metody interpolacji: • najbliższego sąsiada (jasność piksela obrazu wynikowego równa jest jasności - najbliższego z przetransformowanych środków obrazu pierwotnego • interpolacja ze zbioru kilku otaczających przetransformowanych środków obrazu pierwotnego z wykorzystaniem jakiejś funkcji (np biliniowa, bisześcienna).
9. W jakim celu przeprowadza się korekcje geometryczne?
Korekcja geometryczna eliminuje zniekształcenia obrazu wynikające z ruchu sensorów oraz faktu rzutowania fragmentu powierzchni kuli ziemskiej (3D) na płaszczyznę (2D). Bardzo ważny w tym procesie jest wybór odpowiedniego odwzorowania kartograficznego i systemu odniesień przestrzennych. Niezbędna jest również tzw. ortorektyfikacja usuwająca zniekształcenia kształtów obiektów widocznych na obrazie spowodowane wpływem rzeźby terenu. Korekcja geometryczna zdjęć lotniczych i satelitarnych wymaga znajomości dokładnych współrzędnych wybranych punktów terenowych widocznych na zdjęciach.
10. Co to jest błąd średniokwadratowy? Analizując filtry redukujące zakłócenia w obrazie cyfrowym konieczne jest określenie ścisłych miar skuteczności algorytmów filtracji. Lista najczęściej wykorzystywanych miar podana jest poniżej. We wszystkich przypadkach f oraz f’ oznaczają odpowiednio obraz oryginalny (bez zakłócenia) oraz wynik filtracji obrazu zakłóconego, natomiast n oraz m oznaczają liczbę wierzy i kolumn obrazu.
MSE=$\frac{1}{\text{nm}}\sum_{i = 1}^{n}{\sum_{j = 1}^{m}{(f\left( i,j \right) - f^{'}\left( i,j \right))}^{2}}$