HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG

Transkript

1 HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for informatikk og e-læring Kandidat nr: Eksamensdato: 7. desember 007 Varighet: timer (9:00 :00) Fagnummer: LV78D Fagnavn: Digital bildebehandling Klasser: HIDT005H HISU005H NETT007H Studiepoeng: 6 Faglærer: Jan Nilsen tlf Hjelpemidler: Oppgavesettet består av: Vedlegg består av: Godkjent kalkulator, ikke programmerbar, emnegruppe 4 oppgaver og 6 sider (medregnet denne forsiden) Merknad: Oppgaveteksten kan beholdes av studenter som sitter eksamenstiden ut. NB! Les hele oppgaveteksten før du setter i gang, og planlegg tiden. Husk å påse at også den gule kopien av eksamensbesvarelsen din blir leselig. Dersom noe virker uklart i dette eksamenssettet, må du selv gjøre antagelser og få med disse antagelsene i besvarelsen. Lykke til!

2 Oppgave Digitale bilder (5 %) I Figur. er det vist en skisse av prinsippet for utlesing av data fra en digital bildesensor (CCD-brikke) som benyttes i videokamera. linje nr. 5 7 linje nr Tid millisekunder Figur. Prinsipp for utlesing av bilder fra en bildesensor. a) Hva kalles denne typen utlesing? Bruk Figur. til å forklare hvordan utlesingen foregår. b) Det finnes en europeisk og en amerikansk standard for slik utlesing. Hva heter disse standardene? Angi verdier på tidsaksen i Figur. for begge disse standardene. c) Det finnes ulike typer bildesensorer som har andre utlesingsprinsipper. Nevn minst en type til og forklar utlesningsprinsippet for disse bildebrikkene. d) Bildebrikkene som benyttes i digitale kamera består av svært mange små lysfølsomme sensorer. Hva menes med fyllfaktoren, F, til en slik bildebrikke? Sett opp et uttrykk for denne faktoren (F) og forklar hva de enkelte leddene i uttrykket står for. Hvorfor er det viktig at F ikke er 00 %? e) Anta at du vil ta et fargebilde inn i en tekst/web-side. Hvordan sikrer du at fargebildet vises på en best mulig måte? Nevn noen fargetips for bruk av tekst i fargebilder. f) Nevn eksempel på en additiv og en subtraktiv fargemodell. Tegn opp og sett navn og enheter på aksene. g) Nevn eksempler på minst fire Gestaltlover. Illustrerer lovene med figurer.

3 Oppgave Grafisk databehandling (5 %) Anta at punktene A = ( 0,0), A = (,0) og A = (,) er gitt i et rettvinklet, todimensjonalt høyrehands koordinatsystem og angir hjørnene i en trekant. a) Tegn opp koordinatsystemet, merk av punktene og trekk linjer mellom hjørnepunktene i trekanten. b) Anta så at trekanten blir utsatt for en rotasjon om en akse gjennom origo (0,0), normalt på xy-planet, slik at den roteres 80 grader mot urviseren. Beregn de nye koordinatene til hjørnepunktene A, A og A etter at rotasjonen er utført. Sett opp utregningene på matriseform og benytt homogene koordinater for hjørnepunktene. Matriseberegningene skal være med i besvarelsen. Tegn opp den nye posisjonen til trekanten etter rotasjonen. c) Trekanten blir utsatt for en annen type transformasjon (ikke rotasjon) som bringer den tilbake til sin opprinnelige posisjon gitt i oppg. a). Hvilken type transformasjon er dette? Sett opp matriseligningene for denne transformasjonen ved bruk av homogene koordinater og med verdier, slik at utregningen viser at trekanten blir flyttet tilbake til sin opprinnelige posisjon. Matriseberegningene skal være med i besvarelsen. Tegn opp den nye posisjonen til trekanten. d) Anta så at trekanten blir utsatt for en translasjon slik at punktet A = (,) faller i origo. Beregn forskyvningene: x =? y =? Sett opp matriselikningene for translasjonen/forskyvingen og bestem de nye koordinatene til hjørnepunktene ved hjelp av matriselikningene for translasjonen. Forskyviningen skal være den samme for alle punktene i trekanten. Matriseberegningene skal være med i besvarelsen. Bruk homogene koordinater.

4 4 Oppgave Digital bildebehandling/analyse (5 %) Figur. Segmentering ved global terskling. Originalbilde øverst til venstre ( a). a) I Figur. er det gitt et eksempel på hvordan en kan segmentere et originalbilde. a), ved hjelp av en enkel tersklingsmetode, slik at kun ønsket informasjon kommer fram. Hva kalles denne tersklingsmetoden og forklar nærmere hvordan den virker. b) I Figur. er det gitt eksempel på en annen segmenteringsmetode. Figuren viser gråtoneverdier langs en linje i et originalbilde Figur.. a). I Figur.. b) er det vist et resultat av denne segmenteringsmetoden. Hva heter denne metoden, og hvordan virker den? Figur. Eksempel på segmentering.

5 5 c) I Figur. er det vist et eksempel på gråtoneverdier i et digitalt bilde. Vis ved beregninger og opptegninger hvordan de to segmenteringsmetodene ( a) og b) ), vil generere segmenterte bilder. Velg selv passende terskelverdier. 4 5 ), ( = y x f Figur. Eksempel på et digitalt bilde med gitte bildeelementverdier. d) Det digitale bildet i Figur. inneholder to lukkede områder med bildeelementverdier større enn. Skriv kjedekodene til de ytre rendene til disse to områdene basert på et 4-naboskap. Lag figurer som viser hvordan du har funnet kjedekodene til hvert av elementene til randa til de to områdene. Oppgave 4 Digital bildebehandling/anvendelser (5 %) Figur 4.

6 6 Figur 4. viser en D-stereomodell av Rio de Janeiro. Denne modellen er generert på grunnlag av opptak fra en meget kjent jordobservasjonssatellitt. a) Hva heter denne satellitten? Forklar kort hvordan opptakene fra denne satellitten kan brukes til å generere stereomodeller av jordoverflaten. b) Hvilke spektralbånd er denne satellitten utstyrt med? Angi bølgelengdeintervall og romlig oppløselighet for hvert enkelt spektralbånd. Sett opp en tabell som viser sammenhengen mellom de ulike båndene. USA har en tilsvarende jordobservasjonssatellitt. c) Hvilke spektralbånd er den amerikanske satellitten utstyrt med? Angi bølgelengdeintervaller og romlig oppløselighet for hvert enkelt spektralbånd. Sett opp en tabell som viser sammenhengen mellom de ulike båndene. d) Angi anvendelsesområder for de to satellittene. e) Figur 4. viser hvordan ulike måleteknikker og bildebehandlingsteknikker kan brukes til å isolere kreftsvulster i hodet til pasienter. Forklar hvilke teknikker som er blitt brukt for å lage dette datagenererte bildet. Ta gjerne med figurer som viser måleprinsippene. Figur 4. Datagenerert D- modell av indre organer i nedre del av hodet og halsregionen.