Môn thi: Xử lý ảnh và Thị giác Máy tính

KHOA KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT MÁY TÍNH

BỘ MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH

ĐỀ THI CUỐI KỲHọc kỳ 2, 2015-2016; 22/12/2015; 7h15 – 8h45

MÔN THI: XỬ LÝ ẢNH VÀ THỊ GIÁC MÁY TÍNH

THỜI GIAN: 90 PHÚT

Tổng điểm 11, lấy 10. Sinh viên được phép sử dụng tài liệu

Cho một ảnh xám I(x,y) có kích thước 4x4 pixels như sau:

Hình 1: Ảnh được dùng cho các câu sau

Câu 1: (3 điểm)

a. (0.5 điểm) Cho 2 cửa sổ H1 = [1 0 -1] và H2 = [1 0 -1]T. T là ký hiệu của phép toán chuyển vị. Các cửa sổ H1 và H2 có thể dùng để ước lượng đạo hàm theo trục nào?

b. (1 điểm) Tính và ghi ra vector gradient của ảnh I(x,y) tại các pixels có toạ độ: (1,1) và (2,2)

c. (1.5 điểm) Giả sử lọc ảnh I(x,y) bởi một hệ thống có hàm hệ thống là W(x,y) cho sau đây. (i) Ghi ra công thức liên quan giữa I, W và G (là đầu ra cua hệ thống lọc); (ii) Tính và ghi ra đáp ứng của hệ thống lọc tại điểm (1,1); (iii) Nếu dùng hệ thống lọc này cho một ảnh nào đó, mô tả đặc điểm của ảnh đầu ra (mô tả ngắn gọn).

1

y

x

30

60

60

2030

40 40

4040

20

20

20

101055

3

2

1

0

3210O

Môn thi: Xử lý ảnh và Thị giác Máy tính

W(x,y) = 0.1 ×[1 1 11 2 11 1 1]

Câu 2: (3 điểm)

a. (1.5 điểm) Các tín hiệu một chiều y0(n) và y1(n) được trích từ hàng số 0 và số 1 tương ứng trong ảnh I(x,y), tức là tương ứng y = 0 và y = 1. Tính và ghi ra hệ số đóng góp về biên độ và pha của tần số ω=π /2 (radian) trong các tín hiệu y0(n) và y1(n)?

b. (1.5 điểm) Gọi F(u,v) là biến đổi Fourier cho ảnh I(x,y) với kích thước 4 điểm theo hàng và theo cột (chưa thực hiện “shifting”). Tính giá trị F(2,2)? Lưu ý: u là chỉ số của cột (tương tự x trong I(x,y)) và v là chỉ số của hàng. Hướng dẫn: Tính theo hàng tại những tần số cần thiết tương ứng vị trí (2,2) và sau đó tính theo cột tại vị trí tương ứng.

Câu 3: (2 điểm)

Giả sử chỉ dùng các mức xám như ảnh I(x,y)

a. (1 điểm) Tính toán mã Huffman cho các mức xám trong ảnh.b. (1 điểm) Tính giá trị xuất ra bởi bộ mã hoá số học (Arithmetic Coding) cho chuỗi ký hiệu

{20, 10, 10, 30}.

Câu 4: (3 điểm)

a. (1.5 điểm) Biến đổi I(x,y) về Ib(x,y) bằng cách thực hiện 2 phép biến đổi liên tiếp là: (a) xoay hình I(x,y) một góc 450 với điểm xoay đặt tại toạ độ (2,2) và (b) tịnh tiến theo vector [-1 1]. Xác định giá trị mức xám của Ib(1,1) và Ib(2,1). Giả sử phương pháp “backward” và nội suy tuyến tính đượ sử dụng. Hướng dẫn: Chú ý thứ tự kế hợp 2 phép biến hình. Xử lý biên (nếu có) bằng cách copy pixel ở đường biên ảnh.

b. (1.5 điểm) Giả sử sau khi khởi động, phương pháp phân nhóm (Clustering) gán 2 hàng đầu tiên của ảnh I(x,y) thuộc nhóm G1 và 2 hàng sau cùng nhóm G2. Gán nhãn là tên nhóm cho mỗi pixel trên ảnh I(x,y) sau 3 lần lặp. Giả sử giá trị mức xám được dùng như giá trị đặc trưng trong giải thuật phân nhóm. Hướng dẫn: Nên ghi nhãn (tên nhóm) vào từng pixel trong mỗi quá trình lặp.

-----------------HẾT-----------------

2