Đề cương chi tiết Xử lý ảnh số - Khoa điện tử - Trường Đại học kinh tế - Kỹ thuật công nghiệp

Nội dung text: Đề cương chi tiết Xử lý ảnh số - Khoa điện tử - Trường Đại học kinh tế - Kỹ thuật công nghiệp

1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA ĐIỆN TỬ BỘ MÔN: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN: XỬ LÝ ẢNH SỐ 1. THÔNG TIN CHUNG Tên học phần (tiếng Việt): THIẾT KẾ LOGIC MẠCH SỐ Tên học phần (tiếng Anh): DIGITAL LOGIC DESIGN Mã môn học: 33.3 Khoa/Bộ môn phụ trách: Kỹ thuật viễn thông Giảng viên phụ trách chinh Phạm Anh Tuấn Email: tuanpa@uneti.edu.vn GV tham gia giảng dạy: TS. Phạm Anh Tuấn, Ths Vũ Trung Dũng Số tín chỉ: 3 (39, 12, 45, 90) Số tiết Lý thuyết: 39 Số tiết TH/TL: 12 39+12/2 = 15 tuần x 3 tiết/tuần Số tiết Tự học: 90 Tính chất của học phần: Bắt buộc Học phần tiên quyết: Trường điện từ và anten Học phần học trước: Cơ sở truyền tin và mã hoá và xử lý tín hiệu số Các yêu cầu của học phần: Sinh viên có tài liệu học tập Trang bị cho người học những kiến thức mới về tối thiểu hoá hàm logic, các phương pháp biểu diễn và thiết kế mạch dãy. Và cuối cùng là phương pháp thiết kế dùng vi mạch (ROM, PLA, GAL, MUX ) 2. MỤC TIÊU CỦA HỌC PHẦN ĐỐI VỚI NGƯỜI HỌC Kiến thức Hiểu được những kiến thức để thiết kế các mạch logic: Mạch tổ hợp, mạch dãy đồng bộ, mạch dãy không đồng bộ. Thiết kế dùng các vi mạch MSI và LSI. Kỹ năng Thiết kế được các mạch tổ hợp cũng như các mạch dãy 1
2. Phẩm chất đạo đức và trách nhiệm Nghiêm túc, trách nhiệm, chủ động, tích cực, chăm chỉ, cẩn thận 3. CHUẨN ĐẦU RA HỌC PHẦN Mã Mô tả CĐR học phần CĐR của CĐR Sau khi học xong môn học này, người học có thể: CTĐT G1 Về kiến thức G1.1.1 Nắm khái niệm cơ bản, các lĩnh vực ứng dụng xử lý ảnh số 1.4.1 G1.1.2. Phân tích sự biến đổi cường độ và bộ lọc trong không gian. 1.4.1 G1.1.3 Phân tích kỹ thuật lọc ảnh trong miền tần số 1.4.1 G1.2.1 Xác định các phương pháp tái tạo và tái cấu trúc ảnh 1.4.1 G1.2.2. Phân tích các phương pháp xử lý ảnh mầu 1.4.1 G2 Về kỹ năng 2.1.1, 2.1.3, G2.1.1 Xác định các đặc điểm cơ bản, nguồn gốc xử lý ảnh số 2.1.4 Thực hiện biến đổi cường độ, bộ lọc không gian, lọc ảnh trong G2.1.2 2.1.2 miền tần số Phân tích được các biện pháp tái tạo, tái cấu trúc ảnh và xử lý ảnh G2.2.1 2.2.1 màu G3 Phẩm chất đạo đức và trách nhiệm nghề nghiệp G3.1.1 Rèn luyện tính chủ động trong học tập và nghiên cứu 3.1.1 G3.1.2. Chủ động cập nhật công nghệ, kỹ thuật thiết kế trong xử lý ảnh 3.1.2 Có trách nhiệm trong học tập để đáp ứng nhu cầu nghề nghiệp của G3.2.1 3.2.1 xã hội 4. NỘI DUNG MÔN HỌC, KẾ HOẠCH GIẢNG DẠY Số Số Tài liệu Tuần Nội dung tiết tiết học tập, thứ LT TH tham khảo Chương 1: Giới thiệu xử lý ảnh số 1 1.1. Xử lý ảnh số là gì 2 1, 2, 3 1.2. Nguồn gốc của xử lý ảnh số 2
3. Số Số Tài liệu Tuần Nội dung tiết tiết học tập, thứ LT TH tham khảo 1.3. Các lĩnh vực ứng dụng xử lý ánh số 2 1.3.1. Ảnh Gamma-Ray 2 1, 2, 3 1.3.2. Ảnh X-Ray 1.3.3. Ảnh trong dải Ultraviolet 3 2 1, 2, 3 1.3.4. Ảnh trong dải nhìn thấy và dải hồng ngoại 1.3.5. Ảnh trong dải Microwave 4 1.3.6. Ảnh trong dải Radio 2 1, 2, 3 1.3.7. Các ứng dụng khác 5 Chữa bài tập + Kiểm tra 2 1, 2, 3 Chương 2: Các vấn đề cơ bản của xử lý ảnh số 2.1. Những yếu tố của nhận thức trực quan 2.2. Ánh sáng và phổ điện từ 6 2.3. Cảm nhận hình ảnh và thu nhận 2 1, 2, 3 2.4. Lấy mẫu và lượng tử hóa ảnh 2.5. Các quan hệ cơ sở giữa các điểm ảnh 2.6. Công cụ toán học được xử dụng trong DSP Chương 3: Biến đổi cường độ và bộ lọc không gian 3.1. Cơ sở của biến đổi 7 3.2. Mộ số hàm biến đổi cường độ cơ bản 2 1, 2, 3 3.3. Xử lý lược đồ xám 3.4. Vấn đề cơ bản của bộ lọc không gian 3.5. Các bộ lọc làm mịn (Smooth) 8 3.6. Các bộ lọc sắc nét (Sharpening) 2 1, 2, 3 3.7. Kết hợp các phương pháp xử lý không gian Chương 4: Lọc ảnh trong miền tần số 4.1. Cơ sở của miền tần số 4.2. Các khái niệm ban đầu 9 4.3. Lấy mẫu và biến đổi Fourier 2 1, 2, 3 4.4. Biến đổi Fourier rời rạc (DFT) 4.5. Mở rộng của hàm hai biến 4.6. Một số tính chất của biến đổi DFT hai chiều 3
4. Số Số Tài liệu Tuần Nội dung tiết tiết học tập, thứ LT TH tham khảo 10 Chữa bài tập + Kiểm tra 2 1, 2, 3 4.7. Cơ sở lọc số trong miền tần số 4.8. Làm mịn ảnh dùng bộ lọc trong miền tần số 11 4.9. Làm nét ảnh sử dụng bộ lọc miền tần số 2 1, 2, 3 4.10. Các bộ lọc tự chọn 4.11. Ứng dụng vào xử lý ảnh Chương 5: Tái tạo và tái cấu trúc ảnh 5.1. Chế độ xử lý tiêu hao và tái tạo ảnh 5.2. Các loại nhiễu 12 2 1, 2, 3 5.3. Tái tạo ảnh bị nhiễu trong miền không gian 5.4. Triệt nhiễu Periodic trong miền tần số 5.5. Suy hao tuyến tính cố định 5.6. Ước tính suy hao cố định 5.7. Bộ lọc ngược 13 5.8. Tối thiểu MSE 2 1, 2, 3 5.9. Biến đổi trung bình hình học 5.10. Tái cấu trúc ảnh Chương 6: Xử lý ảnh màu 6.1. Cơ sở của màu sắc 6.2. Các hệ màu 6.3. Ảnh pseudocolor 6.4. Cơ sở xử lý ảnh Full-Color 14 2 1, 2, 3 6.5. Biến đổi màu sắc 6.6. làm mịn và làm nét 6.7. Phân đoạn ảnh sử dụng màu sắc 6.8. Nhiễu trong ảnh màu 6.9. Nén ảnh màu 15 Chữa bài tập + Kiểm tra 2 1, 2, 3 4
5. 5. MA TRẬN MỨC ĐỘ ĐÓNG GÓP CỦA NỘI DUNG GIẢNG DẠY ĐỂ ĐẠT ĐƯỢC CHUẨN ĐẦU RA CỦA HỌC PHẦN Mức 1: Thấp Mức 2: Trung bình Mức 3: Cao Chuẩn đầu ra học phần Chương Nội dung giảng dạy G1.1.1 G1.1.2 G1.1.3 G1.2.1 G1.2.2 G2.1.1 G2.1.2 G2.2.1 G3.1.1 G3.1.2 G3.2.1 Chương 1: Giới thiệu xử lý ảnh số 1.1. Xử lý ảnh số là gì 2 2 2 2 1.2. Nguồn gốc của xử lý ảnh 1 2 2 2 2 số 1.3. Các lĩnh vực ứng dụng xử 2 2 2 2 lý ánh số Chương 2: Các vấn đề cơ bản của xử lý ảnh số 2.1. Những yếu tố của nhận 2 2 2 2 thức trực quan 2 2.2. Ánh sáng và phổ điện từ 2 2 2 2 2.3. Cảm nhận hình ảnh và thu 2 2 2 2 nhận 2.4. Lấy mẫu và lượng tử hóa 2 2 2 2 5
6. Chuẩn đầu ra học phần Chương Nội dung giảng dạy G1.1.1 G1.1.2 G1.1.3 G1.2.1 G1.2.2 G2.1.1 G2.1.2 G2.2.1 G3.1.1 G3.1.2 G3.2.1 ảnh 2.5. Các quan hệ cơ sở giữa các 2 2 2 2 điểm ảnh 2.6. Công cụ toán học được xử 2 2 2 2 dụng trong DSP Chương 3: Biến đổi cường độ và bộ lọc không gian 3.1. Cơ sở của biến đổi 2 2 2 2 3.2. Mộ số hàm biến đổi cường 2 2 2 2 độ cơ bản 3.3. Xử lý lược đồ xám 2 2 2 2 3 3.4. Vấn đề cơ bản của bộ lọc 2 2 2 2 không gian 3.5. Các bộ lọc làm mịn 2 2 2 2 (Smooth) 3.6. Các bộ lọc sắc nét 2 2 2 2 (Sharpening) 3.7. Kết hợp các phương pháp 2 2 2 2 6
7. Chuẩn đầu ra học phần Chương Nội dung giảng dạy G1.1.1 G1.1.2 G1.1.3 G1.2.1 G1.2.2 G2.1.1 G2.1.2 G2.2.1 G3.1.1 G3.1.2 G3.2.1 xử lý không gian Chương 4: Lọc ảnh trong miền tần số 4.1. Cơ sở của miền tần số 2 2 2 2 2 4.2. Các khái niệm ban đầu 2 2 2 2 2 4.3. Lấy mẫu và biến đổi 2 2 2 2 2 Fourier 4.4. Biến đổi Fourier rời rạc 2 2 2 2 2 4 (DFT) 4.5. Mở rộng của hàm hai biến 2 2 2 2 2 4.6. Một số tính chất của biến 2 2 2 2 2 đổi DFT hai chiều 4.7. Cơ sở lọc số trong miền 2 2 2 2 2 tần số 4.8. Làm mịn ảnh dùng bộ lọc 2 2 2 2 2 trong miền tần số 4.9. Làm nét ảnh sử dụng bộ 2 2 2 2 2 7
8. Chuẩn đầu ra học phần Chương Nội dung giảng dạy G1.1.1 G1.1.2 G1.1.3 G1.2.1 G1.2.2 G2.1.1 G2.1.2 G2.2.1 G3.1.1 G3.1.2 G3.2.1 lọc miền tần số 4.10. Các bộ lọc tự chọn 2 2 2 2 2 4.11. Ứng dụng vào xử lý ảnh 2 2 2 2 2 Chương 5: Tái tạo và tái cấu trúc ảnh 5.1. Chế độ xử lý tiêu hao và 2 2 2 2 2 tái tạo ảnh 5.2. Các loại nhiễu 2 2 2 2 2 5.3. Tái tạo ảnh bị nhiễu trong 2 2 2 2 2 miền không gian 5.4. Triệt nhiễu Periodic trong 5 2 2 2 2 2 miền tần số 5.5. Suy hao tuyến tính cố định 2 2 2 2 2 5.6. Ước tính suy hao cố định 2 2 2 2 2 5.7. Bộ lọc ngược 2 2 2 2 2 5.8. Tối thiểu MSE 2 2 2 2 2 5.9. Biến đổi trung bình hình 2 2 2 2 2 học 8
9. Chuẩn đầu ra học phần Chương Nội dung giảng dạy G1.1.1 G1.1.2 G1.1.3 G1.2.1 G1.2.2 G2.1.1 G2.1.2 G2.2.1 G3.1.1 G3.1.2 G3.2.1 5.10. Tái cấu trúc ảnh 2 2 2 2 2 Chương 6: Xử lý ảnh màu 6.1. Cơ sở của màu sắc 2 2 2 2 2 6.2. Các hệ màu 2 2 2 2 2 6.3. Ảnh pseudocolor 2 2 2 2 2 6.4. Cơ sở xử lý ảnh Full-Color 2 2 2 2 2 6 6.5. Biến đổi màu sắc 2 2 2 2 2 6.6. làm mịn và làm nét 2 2 2 2 2 6.7. Phân đoạn ảnh sử dụng 2 2 2 2 2 màu sắc 6.8. Nhiễu trong ảnh màu 2 2 2 2 2 6.9. Nén ảnh màu 2 2 2 2 2 9
10. 6. PHƯƠNG THỨC ĐÁNH GIÁ HỌC PHẦN Điểm Chuẩn đầu ra học phần Quy định thành TT (Theo QĐ số 686/QĐ-ĐHKTKTCN phần G1.1.1 G1.1.2 G1.1.3 G1.2.1 G1.2.2 G2.1.1 G2.1.2 G2.2.1 G3.1.1 G3.1.2 G3.2.1 ngày 10/10/2018) (Tỷ lệ %) 1. Kiểm tra định kỳ lần 1 + Hình thức: Tự luận trên giấy + Thời điểm: sau khi học hết chương x x x x x 1,2 + Hệ số: 2 2. Kiểm tra định kỳ lần 2 Điểm quá + Hình thức: Tự luận trên giấy 1 trình + Thời điểm: sau khi học hết chương x x x x x (40%) 3 + Hệ số: 2 3. Kiểm tra định kỳ lần 3 + Hình thức: Tự luận trên giấy. + Thời điểm: sau khi học hết chương x x x 4 + Hệ số: 2 10
11. 4. Kiểm tra thường xuyên + Hình thức: Tham gia thảo luận, kiểm tra 15 phút, hỏi đáp, bài tập trên x x x x x x x x x x x lớp + Số lần: Tối thiểu 1 lần/sinh viên + Hệ số: 1 5. Kiểm tra chuyên cần + Hình thức: Điểm danh theo thời gian tham gia học trên lớp x x x x x x x x x x x + Số lần: 1 lần, vào thời điểm kết thúc học phần + Hệ số: 3 Điểm thi + Hình thức: Tự luận trên giấy kết thúc 2 + Thời điểm: Theo lịch thi học kỳ x x x x x x x x x học phần + Tính chất: Bắt buộc (60%) 11
12. 7. PHƯƠNG PHÁP DẠY VÀ HỌC  Giảng viên giới thiệu học phần, tài liệu học tập, tài liệu tham khảo, các địa chỉ website để tìm tư liệu liên quan đến môn học. Nêu nội dung cốt lõi của chương và tổng kết chương, sử dụng bài giảng điện tử và các mô hình giáo cụ trực quan trong giảng dạy. Tập trung hướng dẫn học, tư vấn học, phản hồi kết quả thảo luận, bài tập lớn, kết quả kiểm tra và các nội dung lý thuyết chính m i chương.  Giảng viên sẽ mô tả các hoạt động thực tế trong các hệ thống cần lập trình trong đời sống, khoa học và công nghệ. Ứng dụng của các hệ thống lập trình từ đơn giản đến phức tạp.  Các phương pháp giảng dạy có thể áp dụng: Phương pháp thuyết trình; Phương pháp thảo luận nhóm; Phương pháp minh họa; Phương pháp miêu tả, làm mẫu.  Sinh viên chuẩn bị bài từng chương, làm bài tập đầy đủ, trau dồi kỹ năng làm việc nhóm để chuẩn bị bài thảo luận.  Trong quá trình học tập, sinh viên được khuyến khích đặt câu hỏi phản biện, trình bày quan điểm, các ý tưởng sáng tạo mới dưới nhiều hình thức khác nhau. 8. QUY ĐỊNH CỦA HỌC PHẦN 8.1. Quy định về tham dự lớp học  Sinh viên/học viên có trách nhiệm tham dự đầy đủ các buổi học. Trong trường hợp nghỉ học do lý do bất khả kháng thì phải có giấy tờ chứng minh đầy đủ và hợp lý.  Sinh viên vắng quá 50% buổi học dù có lý do hay không có lý do đều bị coi như không hoàn thành khóa học và phải đăng ký học lại vào học kỳ sau.  Tham dự các tiết học lý thuyết  Thực hiện đầy đủ các bài tập được giao trong cuốn sách tài liệu học tập Kỹ thuật lập trình.  Tham dự kiểm tra giữa học kỳ  Tham dự thi kết thúc học phần  Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học 8.2. Quy định về hành vi lớp học  Học phần được thực hiện trên nguyên tắc tôn trọng người học và người dạy. Mọi hành vi làm ảnh hưởng đến quá trình dạy và học đều bị nghiêm cấm.  Sinh viên phải đi học đúng giờ quy định. Sinh viên đi trễ quá 15 phút sau khi giờ học bắt đầu sẽ không được tham dự buổi học.  Tuyệt đối không làm ồn, gây ảnh hưởng đến người khác trong quá trình học. 12
13.  Tuyệt đối không được ăn uống, nhai kẹo cao su, sử dụng các thiết bị như điện thoại, máy nghe nhạc trong giờ học. 9. TÀI LIỆU HỌC TẬP, THAM KHẢO 9.1. Tài liệu học tập: 1. Nguyễn Kim Sách, Xử lý ảnh và video số, NXB Khoa học kỹ thuật,1997 9.2. Tài liệu tham khảo 2. Lê Quang Liêm, Xử lý hình ảnh với các kênh màu trong photoshop, NXB Thống kê, 2002 3. Hồ Văn Xung, Xử lý ảnh số, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2009 10. HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN  Các Khoa, Bộ môn phổ biến đề cương chi tiết cho toàn thể giáo viên thực hiện.  Giảng viên phổ biến đề cương chi tiết cho sinh viên vào buổi học đầu tiên của học phần.  Giảng viên thực hiện theo đúng đề cương chi tiết đã được duyệt. Hà Nội, ngày . tháng . năm 2018 Trưởng khoa Trưởng bộ môn Người biên soạn (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) Bùi Huy Hải Đặng Thị Hương Giang 13