PROGRAMMA del corso di “TECNICHE DI ELABORAZIONE NUMERICA DI IMMAGINE E
VIDEO”
Docente: Ing. Michele Scarpiniti
1. Classificazione delle immagini: classificazione in base alla generazione, al colore e alla
dimensione.
2. La visione: la sorgente luminosa, la sorgente puntiforme, lo spettro di densità di potenza e la
potenza emessa, il diagramma di radiazione, la funzione di illuminazione, la struttura
dell’occhio umano, la sensibilità dell’occhio e la legge psico-fisica di Weber, lo spettro della
luce visibile.
3. La rappresentazione del colore: sorgente monocromatica e policromatica, natura
tricromatica della visione, la CIE, la sintesi additiva e sottrattiva, luminosità, tinta,
saturazione, il matching e la legge di Grossman, diagramma CIE 1931, modelli di colore:
modello RGB, CMY, CMYK, HSB, HSI, HSV, YUV e YIQ.
4. Dall’immagine naturale a quella digitale: la rappresentazione analogica e digitale, tempo
continuo e tempo discreto, ADC e DAC, il campionamento, la quantizzazione, l’aliasing, il
teorema del campionamento, la trasformata di Fourier a due variabili, funzioni limitate in
banda, il campionamento per righe ( e colonne), filtraggio dell’occhio, la trasformata di
Fourier tridimensionale, campionamento e aliasing temporale.
5. L’immagine digitale: i pixel, il formato numerico e il sistema visivo umano, illusioni
ottiche, l’effetto del campionamento, l’aliasing spaziale, filtro anti-aliasing, la
quantizzazione uniforme e non uniforme, l’effetto della quantizzazione, la rappresentazione
digitale del colore, bitmap e sua struttura.
6. Codifica e Informazione: la distribuzioni delle immagini, la teoria dell’informazione e
l’entropia, riduzione di ridondanza, i criteri di fedeltà, l’errore e l’SNR.
7. La compressione delle immagini: il codificatore e il decodificatore, compressione lossless
e lossy, modello statistico, codifica Huffman varianti, codifica shift, compressione
aritmetica, codifica a dizionario, codifica ZL77, ZL78 e ZLW, codifica bit-plane, codifica
RLE, codifica predittiva con perdita e senza perdita, modulazione delta, predittore ottimo,
compressione per trasformate, KLT, DFT, WHT, DCT, la compressione JPEG e JPEG2000,
la trasformata wavelet continua e discreta, la STFT, codifica wavelet.
8. Tipi di file compressi: file bitmap, file vettoriali e metafile, Adobe Photoshop, AutoCAD
DXF, GIF, IFF, JPEG, Kodak Photo CD, Microsoft Paint, Microsoft RTF, Microsoft
Windows Bitmap, Microsoft Windows Metafile, MPEG, TGA, TIFF, XWD, Intel DVI.
9. Codifica video: M-JPEG, compensazione attraverso il moto, modello di moto, MPEG-1,
MPEG-2, MPEG-4.
10. La strumentazione ottica: la macchina fotografica, la reflex, il diaframma, l’otturatore,
l’esposizione, la profondità di campo, gli obiettivi, la pellicola fotografica, il sensore CCD,
la telecamera, la webcam, gli schermi LCD, gli OLED, gli schermi al plasma, gli schermi
CRT.
11. La televisione: il televisore, gli standard di trasmissione: NTSC, PAL, SECAM; il digitale
terrestre, l’MHP, il DVB, l’IPTV, l’ATSC, l’HDTV, DVD-Video, HD-DVD, il Blu Ray
Disc.
12. L’image processing: la point spread function, l’analisi di Fourier, la convoluzione, la
correlazione, il matching tra immagini, la MTF, il blurry detector e il perfect detector,
l’SNR, il processamento morfologico, la scheletrizzazione, la TAC, il bordo, l’edge
detector, edge detection in Matlab, miglioramento del contrasto lineare e non lineare,
modifica dell’istogramma, l’iperbolizzazione dell’istogramma, la cancellazione del rumore,
filtraggio olomorfico, la tecnica dell’outlier, i filtri a media mobile.
13. The Gimp: esempio di utilizzo di The Gimp: modifica dei livelli, istogramma e colore.
Testi consigliati:
[1] Dispense a cura del docente reperibili su: http://ispac.ing.uniroma1.it/scarpiniti/didactics.htm
Testi di approfondimento:
[1] William K. Pratt, “Digital Image Processing”, John Wiley & Sons, Inc., 2001.
[2] Gaetano Scarano, “Lezioni di elaborazione delle immagini”, 2005, reperibile on-line.
Modalità di esame:
Test di 15 domande a risposta multipla.
