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学部・研究科
Faculty/Graduate School
時間割コード
Course Code
62458
科目名
Course title
サブテーマ
Subtitle
画像情報処理
授業形態/単位
Term/Credits
クラス
Class
/2
1
担任者名
Instructor
棟安 実治
曜限
Day/Period
金5
授業概要
Course Description
到達目標
Course Objectives

授業種別 / Teaching Types

講義(対面型)

言語 / Language

日本語(Japanese)

授業概要 / Course Description

情報処理システムにおいて、画像を取り扱うことが一般的になっている。マルチメディアデータとして、音声、音響信号とともに利用されたり、伝送されたりすることも多い。そのため、コンピュータ上での画像の取り扱いと処理アルゴリズムについて理解することは何らかの情報処理あるいは通信システムを考える上で重要であるといえる。本講義では、コンピュータ上での画像の表現からはじめ、画像処理の基本的なアルゴリズム全般(周波数領域処理、点演算処理、近傍演算処理、2値画像処理)について理解することを目指す。単にアルゴリズムとして理解するだけでなく、実際の画像データがアルゴリズムによって、どのように変換されるかについて理解し、プログラムを実現できるようになることを目標とする。また、現実に用いられている画像処理技術の応用例についても随時紹介し、技術への関心を持ってもらいたいと考えている。

到達目標 / Course Objectives

本講義の到達目標は以下の通りである。
①知識・技能の観点
1.コンピュータ上で画像を取り扱う方法について理解すること
2.点演算処理のアルゴリズムを理解し、実行できること
3.画像処理用フィルタの計算法を理解し、実行できること
4.画像の周波数表現と計算法を理解すること
5.2値画像処理の基本的な考え方を理解し、アルゴリズムを実行できること
6.画像圧縮の基本的な方式について理解すること
②思考力・判断力・表現力等の能力の観点
要点を踏まえた他者が理解可能な解答が作成できること

授業手法 / Teaching Methods

・教員による資料等を用いた説明や課題等へのフィードバック

授業計画
Course Content

授業計画 / Course Content

1.コンピュータ上での画像の表現と処理について
 コンピュータで画像を取り扱う場合の画像の表現方法およびその特性にについて述べる。
2.サンプリングと量子化
 画像の入出力の際に必要となるサンプリングと量子化の画像処理への影響について述べる。
3.サンプリングと量子化に関する演習
 サンプリングと量子化に関する演習問題を解く。特に、サンプリングが与える影響について問題を通して理解を深める。
4.画素処理とヒストグラム
 画像処理の手法の一つである画素処理について、ヒストグラムを用いる画質改善のための代表的な手法のいくつかについて説明する。
5.エッジ検出
 近傍演算の代表例であるフィルタ処理について、処理に関するいくつかの注意事項について述べた後、いくつかのエッジ検出フィルタによるエッジ検出法について述べる。
6.線形フィルタによる平滑化処理
 画像の雑音除去手法である平滑化処理のうち、線形フィルタを用いた雑音除去手法を説明する。
7.非線形フィルタによる平滑化処理
 画像の雑音除去手法である平滑化処理のうち、メジアンフィルタなどの非線形フィルタを用いた雑音除去手法を説明する。
8.画素処理とフィルタ処理に関する演習
 画素処理並びにフィルタ演算に関する演習問題を解く。様々な手法に関して演習を通じて理解を深める。
9.画像の周波数領域表現
 画像処理に頻繁に用いられる周波数領域での表現方法および空間領域との関連性について説明する。
10.  フーリエ変換
 周波数領域表現を得るための2次元フーリエ変換について説明する。
11.  DFT
 2次元フーリエ変換をディジタル画像のような2次元離散信号に適用するための2次元離散フーリエ変換について解説する。
12.フーリエ変換に関する演習
 画像を対象としたフーリエ変換に関する演習問題を解く。特に、離散フーリエ変換とサンプリングの関係について演習問題を通じて理解を深める。
13.画像圧縮の基本的な手法とDCT
 静止画像の圧縮手法であるJPEGについて解説する。特に、フーリエ変換の1種であり、JPEGにおいて重要な役割を果たすDCTについて述べる。
14.2値化の手法と2値画像処理の基本事項
 画像認識などの前処理として用いられる2値画像の処理について、基本的な用語および考え方について説明する。
15.2値画像処理の各種アルゴリズムと演習
 雑音除去手法である膨張、収縮やラベリング処理などの基本的な処理アルゴリズムについて解説し、問題を解く。

授業時間外学習 / Expected work outside of class

講義範囲の復習を行うこと。  可能であれば、配付資料の該当箇所に事前に目を通してくることが望ましい。

成績評価の方法・基準・評価
Grading Policies /
Evaluation Criteria

方法 / Grading Policies

定期試験(筆記試験)の成績で評価する。
成績評価は定期試験のみ(100%)で行う。本講義の到達目標を達成できているかどうかについて評価を行う。

基準・評価 / Evaluation Criteria・Assessment Policy

到達目標の評価基準については授業中に取り上げる例題および各演習課題に正答できることが基準となる。
①知識・技能の観点
定期試験
②思考力・判断力・表現力等の能力の観点
定期試験の解答内容

教科書
Textbooks


LMSにより資料を別途配布する。

参考書
References

貴家仁志著  『ディジタル画像処理』  (昭晃堂)  
岡崎彰夫  『はじめての画像処理技術』  (工業調査会)  
末松良一、山田宏尚共著  『画像処理工学』  (コロナ社)  
村松正吾  『MATLABによる画像&映像信号処理』  (CQ出版)  
OpenCVプログラミングブック製作チーム  『OpenCV3プログラミングブック』  (毎日コミニュケーションズ)  

フィードバックの方法
Feedback Method

担任者への問合せ方法
Instructor Contact

オフィスアワーについて:毎回の授業終了時あるいはLMSを通じて受け付けますので、各自申し出てください。申し出に応じて時間を確保します。

備考
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