Main page

Ročníkový projekt

Vedu a nabízím ročníkové projekty týkající se digitálního zpracování obrazu. Do tohoto okruhu spadá například odšumování a odrozmazávání fotografií, automatické zpracování a vyhodnocení medicínský dat (CT, MRI, ...), rozpoznávání specifických objektů na obrázku, OCR a mnoho dalšího.

Níže uvádím volné projekty, které nabízím. Je možné se dohodnou na jejich mírné modifikace. V případě jiných témat závisí na vzájemné dohodě.

Nepředpokládám velké znalosti v oblasti zpracování obrazu, můžu poskytnout materiály a poradit sám v rámci konzultací. Rovněž doporučují navštěvovat předmět Digitální zpracování obrazu (ZS) či jeho alternativu na FJFI ČVUT (LS).

Zpracování časosběrných snímků buněk ze fluorescenčního mikroskopu či mikroskopu založeného na fázovém kontrastu

Při zkoumání chování buněk a tkání biologové často používají florescenční mikroskop. Do sledovaných buněk se vpraví proteiny, které zajišťují fluorescenci (při osvitu UV zářením začnou buňky/vpravené proteiny světélkovat). Výsledný obraz vidíte na první ilustraci.

Dalším často využívaným typem mikroskopu je mikroskop využívající fázový kontrast. Ten dává kvalitnější obrázky, nevýhodou jsou však vzniklé optické artefakty - hala (svétlé oblasti okolo buněk).

V obou případech je zpracování takovýchto sérií snímků velmi náročné. Ruční zpracování je náročné časově, počítačové zpracování je nepřesné (více či méně v závislosti na použité metodě). V této oblasti se lze zaměřit na některé dílčí části zpracování - 1) rozpoznání, v jakých místech je buňka a kde je pozadí, 2) oddělení jednotlivých buněk od sebe, 3) dektekce jednotlivých organel v buňce (např. buněčné jádro), 4) detekce buněk, které jsou mrtvé, 5) sledování pohybu jednotlivých buněk v čase (tracking), 6) sledování změn tvaru jednotlivých buněk a jejich matematický popis, 7) propojení (prolnutí) obrazů z různých typů mikroskopů tak, aby se zachovaly význačné detaily z obou původních snímků, a mnoho dalšího ...

Těmito problémy se sám zabývám, rád se podělím o své znalosti a nasměruji vás správným směrem. Tato oblast je zajímavá mimo jiné tím, že k řešení problémů může vést několik různých přístupů počínaje čistě statistickými metodami přes metody strojového učení po optimalizační metody. Je jen na vás, jakým směrem se vydáte.

Srovnání odrozmazávacích algoritmů

Odrozmazávání (debluring) obrázků je celkem obtížný proces a jeho úspěšnost závisí na několika faktorech 1) znalost způsobu, jakým byl obrázek rozmazán (pohybem fotoaparátu, zaostření na špatnou vzdálenost, mihotání vzduchu, ...), 2) na tom, zda byl celý obrázek rozmazán stejným způsobem a 3) na kvalitě výsledného obrázku (přítomnost/nepřítomnost šumu a jeho intenzita). V literatuře existuje několik metod, které řeší odrozmazávání, pokud máme dostatečné informace o způsobu rozmazání, nicméně neexistuje žádné vzájemné srovnání těchto metod. V ročníkového projektu by se student seznámil s těmito metodami, implementoval je a udělal jejich porovnání. Projekt je vhodný též jako téma bakalářské práce.

Propojení Matlabu a Javy

V digitálním zpracování obrazu se jako hlavní programovací jazyk používám Matlab. Je optimalizovaný na práci s maticemi (obrazek lze brát jako matici) a obsahuje velké množství užitečných funkcí a knihoven. Jeho nevýhodou je absence internetového výstupu. Díky tomu mnoho zajímavých výsledků našeho oddělení končí zahrabáno u lidí na počítači místo aby zdobily naše internetové stránky. Cílem tohoto projektu by bylo prozkoumání různým možností, jak dostat ukázky matlabových aplikací na web (Nejschůdnější je pravděpodobně vytvořit rozhraní, které by přistupovalo k matlabu nainstalovanému na serveru a zobrazovalo jeho výsledky zpět na internet.). Student, který by toto zvládnul by měl naše nehynoucí díky.