Januar 2004

Ph.d.-kursus: Signal- og billedbehandling for biomedicinske forskere

Index

Formål og indhold

Formålet med kurset er en indføring i grundlæggende metoder og algoritmer til behandling af digitale signaler og billeder. Kurset tager primært sigte på ikke-matematikere og vil eksplicit blive rettet mod biologiske anvendelser (deltagernes anvendelser). Kurset sigter på at give et såvel teoretisk som praktisk kendskab til metoderne, der benyttes i moderne signalanalyse, bl.a. således at metodologiske fejl i forskningen undgås.

Meget overordnet vil kurset indeholde emnerne: Computersproget Matlab, signalanalyse, sampling og aliasing, filtrering af samplede signaler (støjundertrykkelse, fremhævning af komponenter), Fouriertransformationen og frekvensanalyse, waveletanalyse og billedbehandling.

Der veksles mellem forelæsninger, løsning af opgaver og praktiske øvelser på computer. Signal- og billedbehandlingsprogrammer udarbejdes ved hjælp af Matlab, som er et højniveau og fortolket computersprog, der muliggør kraftfuld modeludvikling og programmering med en lille indsats.

Lærere er Jens Damgaard Andersen og Jon Sporring.

Kursusplan (Kursusplanen er foreløbig og kan blive modificeret efter deltagernes behov og ønsker).

Tid Emner stof
Mandag fmd. Kursusintroduktion, Matlab for ikke-kendere SP: appendix. B (p. 443-454)
Mandag eftm. Sinusoider, komplekse eksponentialfunktioner SP: 1-2 (p. 1 - 35)
Tirsdag fmd. Frekvensspektrum SP: 3 (p. 36-70)
Tirsdag eftm. Billedanalyse Artikel
Onsdag fmd. Sampling og aliasing SP: 4 (p. 71-100)
Onsdag eftm. Digital filtrering af signaler, foldning, frekvensrespons SP: 5-6 (p.101-162)(med overspringelser)
Torsdag fmd. Kontinuerttidsfouriertransformationen (CTFT) SP: 11 (p. 307-345)
Torsdag eftm. Relationer mellem DFT, DTFT, CTFT og Fourierrækker SP: 13 (p.389-426)
Fredag fmd. Fast Fourier Transform samt faldgruber ved brugen heraf Noter til signalanalyse
Fredag eftm. Introduktion til wavelets Artikel om wavelets

Kursusmateriale

Som lærebog til benyttes "Signal Processing First" (SP) af J.H. McClellean, R.W. Shafer og M.A. Yoder. Pearson/Prentice-Hall International edition (ISBN 0-13-120265-0).

Følgende er tilgængelig på webben (klik på referencen):

Noter til signalanalyse,
Artikel om wavelets,
Matlab-manual,

Yderligere information (tutorials, kompendier mv) kan findes gennem de links som står på billedgruppens hjemmeside: forskning->Datamatsyn->Vision Links. Her kan også findes links til diverse billeddatabaser mv.

Laboratorieøvelser

Kurset understøttes med praktiske øvelser på computer i form af nogle laboratorieopgaver, vi løser helt eller delvis.

Her er opgaver til nogle laboratorieøvelser (kun udvalgte dele af disse vil blive gennemført):

Praktiske oplysninger

Konto til UNIX, som er nødvendig for at kunne deltage i øvelserne, fås ved at udfylde en registreringsblanket på operatørkontoret (er tilsendt deltagerne).

Husk at modificere "path" og "manpath".

Gøres lettest således:

I dit hovedkatalog laver du en fil kaldet "startup.m" indeholdende en enkelt linie:

path('~',path);

idet vi antager, at du lægger dine udviklede m-filer i det hovedkatalog ('~');

Mange oplysninger om installation af nye programmer, afholdelse af billedforedrag mv. annonceres over E-mail, på mail-gruppen IMAGE. Du behøver naturligvis ikke at være på denne mail-gruppe. Hvis du ønsker at komme på listen skal du henvende dig på operatørkontoret. Alternativt kan du følge med under "events" på billedgruppens web-sider. Disse indeholder iøvrigt referencer til mange billedrelevante steder.

Praktiske oplysninger Jeg har lagt materialet fra bogens CD-ROM over pa DIKU's edb-system. Her er nogle matlab-filer, der kan bruges til øvelserne (bl.a. zcat.m, zvect.m, zcoords.m, zprint.m) og billedet "lighthouse.mat". Når man siddder på DIKU's maskiner, kan man hente materialet ved at gå til folderen (kataloget) /vol/ftp/diku/users/jda/ ved kommandoen "cd /vol/ftp/diku/users/jda/". Indholdet kan ses ved kommandoen "ls". Man kan se på og hente materialet både i og udenfor DIKU ved hjælp af en browser (f.eks. "netscape" eller "mozilla"), (skriv browserens navn i et vindue) og så give den URL-adressen ftp://ftp.diku.dk/diku/users/jda/spfirst/ (eller bare klik på adressen her) i adressefeltet øverst i browseren. Højreklik på navnet på den fil, du vil overføre til dit hjemkatalog og vælg "Save link target as..." og klik herefter på "Save"-knappen på det vidue,der kommer op.

Sidst opdateret den 14/1-2004 (JDA) webmaster@diku.dk