Zpracování obrazu a algoritmy v C#

Digitální fotografie a zpracování obrazové informace se v dnešní době neomezuje pouze na pořízení a reprodukci snímku. Po pořízení snímku často následuje jeho zpracování. Má-li být cílem další úprava obrazu nebo dokonce jeho rozpoznávání algoritmem, který není obsažen v softwaru, který máme k dispozici, je třeba takový algoritmus napsat. Aby bylo možno algoritmus efektivně využít, je třeba pochopit principy algoritmů zpracování obrazu. Cílem knihy je seznámit čtenáře s tím, jak algoritmy pro zpracování obrazu fungují a jaké mají vlastnosti.

Vysvětlení je doplněno příklady a výpisy zdrojových kódů v jazyce C#. Velkou výhodou knihy je, že zdrojové kódy jsou pečlivě zpracovány a jsou pro čtenáře knihy ke stažení na této kartě knihy v sekci Download. Na začátku knihy je vysvětlen proces digitalizace obrazu. Jsou zmíněny nejpoužívanější formáty pro ukládání obrazu a vysvětleny barevné modely (RGB, CMYK, Lab) včetně užitečných vztahů. Následuje vysvětlení principů jednoduchých úprav obrazu: jasové transformace jako je negativ, gama korekce nebo změna kontrastu. Pozornost je věnována histogramu a úpravám založených na změně histogramu. Jsou vysvětleny geometrické transformace a interpolace jasu. Dále je věnována pozornost filtraci obrazu v prostorové doméně, vyhlazování, ostření, hledání hran a je vysvětlen princip konvoluce a korelace. Čtvrtá kapitola pojednává o reprezentaci objektů v obraze, segmentaci obrazu, metodám prahování, hledání a spojování linií v obraze. Ukázka obsahuje příklad detekce očí v obličeji. Pátá kapitola se týká hledání kostry obrazu včetně praktického použití na obrazu otisku prstu, ze kterého jsou následně extrahovány některé charakteristické rysy. Poslední kapitola je věnována vodoznakům a ukrývání informace do obrazu. Jsou vysvětleny principy ukrývání informace do obrazů bez komprese (např. metoda LSB) i do obrazu s kompresí JPEG.

Algoritmy jsou pečlivě zpracované v C# a kompletní zdrojové kódy k příkladům v knize lze stáhnout ze sekce download - doprovodný software. I čtenáři se znalostí jiného programovacího jazyka (VB, C++, Java…) mohou algoritmy využít. Text knihy je zpracován s maximální stručností a se snahou ukázat motivaci pro použití daného algoritmu v praxi.

Kniha je určena zejména vysokoškolákům a pokročilejším středoškolákům.

Stručný obsah

* obsah knihy
1. Digitální fotografie a digitalizace obrazové informace
2. Filtrace obrazu transformace jasu
3. Filtrace zahrnující okolí
4. Segmentace obrazu, reprezentace objektů v obraze, detekce očí v obličeji
5. Ztenčování – hledání kostry obrazu, hledání některých rysů v otisku prstu
6. Steganografie a vodoznaky

* obsah přílohy (viz sekce Download)
o Načtení a uložení bitmapového obrázku
o Převod barevného obrázku do obrázku s odstíny šedé
o Vytvoření negativu obrázku
o Aplikace gama korekce na obrázek
o Použití logaritmické transformace
o Vytvoření histogramu obrázku
o Roztažení kontrastu obrázku
o Vyrovnání (ekvalizace) histogramu
o Přímá histogramová specifikace
o Jednoduchá metoda vyhlazení obrazu
o Gaussovo vyhrazování obrazu
o Vyhlazování pomocí mediánu
o Vyhlazení pomocí mediánu výběrem položky
o Jednoduchá metoda prahování obrazu
o Prahování obrazu pomocí metody Otsu
o P procentní prahování obrazu
o Bilineární interpolace obrazu
o Jednoduchá metoda warpingu obrazu
o Filtrování obrazu metodou průměrování, filtrem 3x3
o Filtrování obrazu pomocí Gaussian filtru s 11 elementy
o Detekce hran pomocí metody Roberts
o Prewitova metoda detekce hran
o Sobelova metoda detekce hran
o Laplace operátor
o Laplacian gaussianu
o Příklad univerzální interaktivní konvoluce
o Převodový program hodnoty RGB na HSI a CIELAB a zpět
o Ukázková aplikace pro vytvoření podpisu elementárních objektů
o Ukázková aplikace práce s otiskem prstu
o Ukázka Hough transformace
o Příklad použití modelu CIELAB při úpravě obrazu
o Jednoduchá metoda použití LSB steganografie
o Vkládání vodoznaků prostřednictvím množin pixelů
o Ukázková konzolová aplikace pro nalezení očí na portétu osoby
o Pomůcka pro návrh koeficientů masek konvolučních FIR filtrů v Excelu