Prvi kolokvij Flashcards

1
Q
  1. Pojam multimedije, primjena multimedije, klasifikacija medija.
    a. Nabrojati različite tipove medija
    b. Definirati pojam multimedije (svojim riječima) – što je nužno da bi se neki signal smatrao multimedijskim signalom?
    c. Nabrojite područja primjene multimedije
    d. Klasificirajte različite tipove medija (slajd 16) i objasnite klasifikaciju
A

a

  • Zvuk
  • Video
  • Animacija
  • Fotografija
  • Tekst
  • Grafika

b
-Multimedija predstavlja bilo koju kombinaciju dvaju ili više medija od kojih je
barem jedan kontinuiran tj. vremenski zasnovan, predstavljen u digitalnoj formi,
otvaranje pomoću jednoga programa

c
Poslovni sustavi, državna administracija, politika, učenje, edukacija, zabava i
izdavačka djelatnost, istraživanje i razvoj, medicina itd.

d -slika

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q
  1. Distribucija multimedije i zahtjevi multimedije na sklopovlje

a. On-line distribucija
i. Što to znači konkretno, kako se prenose informacije?
ii. Koji su potencijalni problemi ovog načina distribucije, a koje su mu
prednosti?

b. Off-line distribucija
i. Što to znači konkretno, kako se prenose informacije?
ii. Koji su potencijalni problemi ovog načina distribucije, a koje su mu
prednosti?

c. Kakvi su općenito zahtjevi multimedijskih signala na sklopovlje i zašto su
takvi?

d. Zahtjevi na sklopovlje – procesori, prijenosna sučelja – diskusija oko
navedenoga.

A

a
- Preko mreže (LAN, Internet) od jednog računala (obično poslužitelja) do krajnjeg
korisnika
o Potencijalni problem nedostatna brzina prijenosa za krajnjeg (kućnog)
korisnika danas sve manje problem
o Kašnjenje i gubici paketa
- Bežični ( eng . Wireless) sustavi (WLAN, mobilna telefonija)
o Postavljaju posebne zahtjeve na zaštitu od pogrešaka u prijenosu
- Zahtjevi na skalabilnost za heterogene mreže

b
- CD ROM (oko 650 MB, problem sporih CD pogona za video i audio)
- DVD (originalno eng . Digital Video Disc )
o Namijenjen distribuciji videa
o Pogodan za multimedijske proizvode
o Novi naziv -> eng . Digital Versatile Disc
o 4.7 GB/8.5 GB -> više od 12x veća brzina iščitavanja podataka nego kod
CDa
- Kombinacija
o CD/DVD/Blu ray s poveznicama na www

c
- Slike, zvuk, video -> zahtijevaju veliki memorijski prostor, naročito kod pripreme
o Prije pohrane i prijenosa mrežom moraju se komprimirati
- Vremenski ovisni mediji zahtijevaju brze procesore i podatkovne sabirnice s
velikim brzinama prijenosa
- Dohvat multimedije preko mreže zahtjeva frekvencijski pojas velike širine ( eng .
bandwidth )
- Rješenje za širokopojasni pristup -> optika

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q
  1. Ljudski vizualni sustav – osnovna svojstva, ljudsko oko (građa i sastavni elementi)
    a. Koje su dvije glavne komponente ljudskog vizualnog sustava?
    b. Građa ljudskog oka – pojednostavljeni presjek i njegovi sastavni elementi
    c. Što je mrežnica i kakva je njezina građa?
    d. Što su štapići, a što čunjići i čemu služe?
    e. Što je fovea ?
    f. Kakva je raspodjela fotoreceptora na mrežnici?
A

a
- Oči - hvataju svjetlost i pretvaraju ju u signale koji mogu biti shvaćeni od strane
živčanog sustava
- Vizualna staza u mozgu - služi za prijenos okom uhvaćenih signala

b - slika

c
- Prekrivena fotoreceptorima - specijalizirane živčane stanice koje pretvaraju
energiju upadne svjetlosti u signale koji se mogu interpretirati u samom mozgu
- Dva tipa fotoreceptora:
o Štapići
o Čunjići

d
- Štapići (eng. Rodes):
o Osjetljivi na luminanciju pri gledanju uz niske razine osvjetljenja
o U oku ih je približno 100 milijuna
o Signali s više štapića dovode se u jednu živčanu stanicu -> povećava se
osjetljivost, ali se smanjuje rezolucija -> slaba vizualna oštrina
- Čunjići ( eng . cones):
o Osjetljivi na boju pri gledanju uz visoke razine osvjetljenja -> čine osnovu
opažanja boje
o U oku ih je približno 5 milijuna
o Nekoliko živčanih stanica preuzima (kodira) signal sa svakog čunjića ->
veća vizualna oštrina
o Tri tipa čunjića prema spektralnoj osjetljivosti

e

  • Malo područje u središtu mrežnice tu se projicira slika koju okom fokusiramo
  • Gustoća čunjića i do 300 000 /𝑚𝑚2
  • Ne sadrži štapiće

f - slika

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q
  1. Snimanje i prikaz digitalne slike, generiranje digitalne slike

a. Kako se snimaju digitalne slike i koju svjetlost hvataju senzori pri snimanju –
objasnite fizikalni proces nastajanja digitalne slike?

b. O čemu ovise svjetlina i boja pojedinog elementa slike (pixela) pri njezinom
snimanju?

c. Kako se generira digitalna slika? – objasniti sljedeća dva postupka kod
generiranja slike
i. Uzorkovanje
ii. Kvantizacija

A

a
- Ovisno o vrsti slike koristimo senzore koji detektiraju energiju izračenu u
području elektromagnetskog spektra izvora
- Sliku možemo prikazati kao dvodimenzionalnu funkciju f(x,y), gdje su x i y
prostorne koordinate
- Kada je slika generirana fizikalnim procesom, f(x,y) ovisi o intenzitetu zračenja
izvora i(x,y) i o količini reflektiranog zračenja r( x,y)
f(x,y) = i(x,y) ∙ r(x,y)

b
-Ovise o intenzitetu zračenja izvora i o refleksiji (ili eventualno apsorpciji) energije
od strane objekta kojeg snimamo

c
- Uzorkovanje:
o određuje prostornu rezoluciju
o broj senzora ograničava broj uzoraka po jedinici duljine
- Kvantizacija:
o određuje rezoluciju razina sivog
o broj kvantizacijskih razina ovisi o zahtjevima primjene slike
▪ L = 2
𝑘
, govorimo o k bitnoj slici
▪ k je obično 8, a koristi se i 10 bitni zapis, 16 i 12 bitni za posebne
namjene
o govorimo o elementima slike (eng . pixel)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q
  1. Huangov eksperiment i njegovi rezultati
    a. Što je radio Huang u svom eksperimentu? Što je želio ispitati?
    b. Kakve je slike koristio u svom eksperimentu?
    c. Do kakvih je rezultata došao Huang u svom eksperimentu?
    d. Zašto su ti rezultati važni s gledišta pohrane i prijenosa digitalne slike?
A

a
- istovremeno mijenjanje prostorne rezolucije i rezolucije razina sivog

b
lice (malo detalja), snimatelj(mali više detalja), gužva(puno više detalja)

c
- krivulje iste kvalitete
- protežu se udesno i prema gore (očekivano),
ali postoji razlika za različite tipove slike
- ključan rezultat eksperimenta je da krivulje
postaju „vertikalnije” kako se povećava
količina detalja u slici -> nije potreban veliki
broj razina sive za takve slike s puno detalja
- graf nacrtati

d
- Za slike sa velikim brojem detalja nije potreban veći broj razina sive boje pa stoga
nije potreban ni veći pohrambeni prostor

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q
  1. Mirne slike – prostorna rezolucija i prostorna frekvencija (primjeri)
    a. Što je prostorna rezolucija i kako se definira za dani uređaj?

b. Što je vizualna rezolucija i kako se definira (formula)? Skicirati pogled na
zaslon uz definiciju i imenovati sve varijable uz sliku.

c. Što je prostorna frekvencija i kako se definira (formula uz skicu iz prijašnjeg
pod-pitanja)?

d. Na koje je prostorne frekvencije ljudski vizualni sustav općenito
najosjetljiviji (ne zaboravite mjernu jedinicu)?

e. Nacrtati primjere za različite kombinacije horizontalne i vertikalne
prostorne frekvencije (u i v) -> slajd 11 iz prezentacije
A

a
- To je mjera kako fino uređaj aproksimira kontinuiranu sliku koristeći konačan broj
elemenata slike (piksela)
- Definira se kao:
o broj točaka po jedinici duljine (uobičajeno po 1 inču = 2.55cm) dpi (eng .
dots per inch)

b
- Broj piksela unutar 1 stupnja vizualnog kuta
SLIKA

c
- Prostorna frekvencija je broj perioda piksela sa 1° vizualnog kuta(?)
𝑓 =𝑝𝑣/𝑛
n = broj piksela
- Maksimalna prostorna frekvencija = pv/2 (jednu periodu čine 2 piksela: crni i
bijeli)
𝑓𝑚𝑎𝑥 =𝑝𝑣/2=(𝑅𝑧 ∙ 𝐷)/2∙ 𝑡𝑔(1°) [𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑎/1°]

d

  • Najosjetljiviji na prostorne frekvencije od 3 do 8 [perioda/1°]
  • Osjetljivost pada prema višim prostornim frekvencijama

e
SLIKE

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q
  1. Boja – ljudski vid i doživljaj boje, prikaz boje
    a. Je li boja uvijek neophodna u slikama? Dajte primjere…
    b. Koja je prednost slike bez boje, a koje su „mane“ takve slike?
    c. Koje boje ljudsko oko vidi (vidljiva svjetlost)?

d. Koji su fotoreceptori ljudskog vizualnog sustava zaduženi za percepciju
boje? Malo detalja o njima.

e. Kako se boja prikazuje na CRT zaslonima, a kako na LCD zaslonima?

A

a
- Nije uvijek neophodna u slikama
o Primer: rendgen, ultrazvuk, noćne kamere

b
- Prednosti:
o zahtijevaju manje memorije
o imune su na razlike u prikazu boje na različitim zaslonima
o neki ljudi ne raspoznaju boje
- Mane:
o ljudi očekuju boju
o nekad je informacija koju nosi boja od vitalnog značaja

c
- Vidljivo svjetlo je elektromagnetski val valnih duljina između 380 nm i 730 nm,
određenog intenziteta

d
- Čunjići
o postoje 3 vrste - svaka osjetljiva na drugu grupu valnih duljina
o tristimulus teorija : svaka boja se može definirati sa samo 3 komponente
različitih težina

e
- CRT:
o Za prikaz određene boje odabire se prikladan intenzitet elektronskog
snopa katodne cijevi koji udara u određenu vrstu fosfora pa se time
regulira intenzitet svjetlosti koju emitira ta vrsta zrnaca
o Optičko miješanje svjetlosti koju emitiraju fosforna zrnca za svaki element
slike daje doživljaj boje za dani piksel
- LCD:
o Napon na ćeliji s tekućim kristalima određuje zakretanje kristala, a time i
količinu polarizirane svjetlosti koja prolazi do kolor filtara, odnosno na
zaslon

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q
  1. Boja – modeli boja (RGB, YUV, CMYK, HSV), dubina boje
    a. Koji je način prikaza boja pri korištenju RGB modela boja?
    b. Zbog čega su odabrane upravo R, G i B boje kao primari za ovaj sustav boja?
    c. Koji je način prikaza boja pri korištenju YUV modela boja?

d. Zašto je odabran upravo način gdje jedna komponenta predstavlja svjetlinu
(Y), a preostale 2 boje (U i V)? Kakve to veze ima s ljudskim vizualnim
sustavom?

e. Za što se koristi CMYK model boja i zašto je odabran taj sustav boja za tu
svrhu, a ne npr. RGB ili HSV?

f. Zašto je kod CMYK modela boja potrebna zasebna komponenta „K“?
g. Koji je način prikaza boja pri korištenju HSV modela boja?

h. Koja je glavna primjena u kojoj se koristi HSV model boja? Objasnite način
na koji funkcionira.

i. Kako se definira pojam „dubina boje“?

A

a
- Primari RGB crvena plava i zelena koriste se za dobivanje boja aditivnim
miješanjem

b
- Odabrane su jer se njihovom kombinacijom može dobiti široki spektar drugih
boja

c
- YUV model boja se sastoji od primarne Y komponente koja predstavlja svjetlinu,
ostale dvije komponente U i V koje predstavljaju boje

d
- Ljudski vizualni sustav je osjetljiviji na luminanciju nego na boju

e
- CMYK model boja se koristi jer se boje dobivaju oduzimanjem od bijele boje koja
predstavlja papir na koji se sadržaj tiska, za razliku od RGB primara CMY su
substraktivni primari

f
- kombinacija primara CMY ne daje dobru crnu boju pa se obično kod tiskanja
koristi dodatna crna tinta

g

  • H - Hue – ton boje (0,179) - odnosi se na dominantnu valnu duljinu boje
  • S - Saturation - zasićenje boje (0,255)
  • V - Value ili B -Brightness- svjetlina ili intenzitet (0,255)

h
- Koristi se u biranju boja, softveru za uređivanje slika, analizi slike, računalnom
vidu
- HSV reprezentacija modelira način na koji se boje različitih boja kombiniraju, s
dimenzijom zasićenja nalik različitim nijansama jarko obojene boje, a
vrijednosnom dimenzijom koja podsjeća na mješavinu tih boja s različitim
količinama crne ili bijele boje

i
- Dubina boje je mogućnost prikazivanja nijansi boja i nivoa svjetline.
- Veća dubina boje znači vjerniji prikaz
- Dubina boje se mjeri bitovima po pojedinoj boji.
- Najmanja definicija boja ima 1 bit. Njena vrijednost može biti 1 ili 0. Crno ili
bijelo.
- 2 bita daju 4 kombinacije: crno, bijelo i dvije sive nijanse.
- 3 bita daju osam kombinacija, 4 bita daju 16 kombinacija,
- 8 bita po RGB kanalu daje 24 bita po pikselu (R8 bita + G8 bita + B8 bita = RGB24
bita).
- 8 bita daje 256 kombinacija

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q
  1. Boja – indeksirani prikaz boja, nadomještanje boja

a. Objasnite način na koji funkcionira indeksirani prikaz boja za razliku od
direktnog prikaza boja

b. Zašto se koristi indeksirani prikaz boja?

d. Koja su dva najčešća načina nadomještanja boja koje nisu uključene u
paletu odabranih boja? Objasnite ta dva načina (imate vizualni prikaz na
slajdovima 30-37).

A

a
- Za 8 bitni prikaz boja imamo 256 boja na raspolaganju
o tih 256 boja možemo izabrati kao boje koje se najviše pojavljuju u danoj
slici
o stvaraju se palete od 256 boja specifičnih za tu sliku
o primjenjuje se tzv . Colour LookUp Table CLUT
o svaka od izabranih 256 boja dobije indeks koji pokazuje na boju iz palete
full colour

b
- Manje zauzeće memorije i vrijeme prijenosa preko mreže u odnosu na 24 bitnu
boju

d
- 1. Zamjena boje najbližom bojom tj . bojom s najmanjom euklidskom udaljenoću
od ( r,g,b ). Pri tome vrijedi: korijen
o nedostatak ovog načina je u gubitku detalja i pojave vidljivih prijelaza boje
kod postepene gradacije boje
- 2 . način je tzv . dithering
o područje jedne boje zamjenjuje se uzorkom točaka nekoliko različitih boja
koje u oku stvaraju doživljaj boje koju zamjenjuju
o pogodan za slike visoke rezolucije
o sličan načinu printanja tonova sivog

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q
  1. Formati za mirne slike (načini zapisa)
    a. Koja su dva osnovna tipa formata za mirne slike?
    b. Kako se zapisuju slike pohranjene u bitmap formatu?
    c. Kako se zapisuju slike pohranjene u formatu vektorske grafike?
    d. Koje formate slike obično daju painting programi i koje su općenite karakteristike tih tipova slika? Nabrojite neke painting programe.
    e. Koje formate slike obično daju drawing programi i koje su općenite karakteristike tih tipova slika? Nabrojite neke drawing programe.
    f. Što se događa sa slikom kada se prebacuje iz bitmap formata u format vektorske grafike i obrnuto?

g. O čemu ovisi izbor formata, tj. kako ćemo odabrati u kojem formatu
pohraniti sliku?

A

a
- Bitmap slike i vektorska grafika

b

  • slike modelirane kao polje elemenata slike piksela
  • na monitoru se slike uvijek prikazuju kao polje piksela

c
- slika je spremljena u obliku matematičkog opisa skupine individualnih linija,
krivulja i različitih oblika
- slika je spremljena u grafičkom jeziku kao što je PostScript ili PDF
- prikaz zahtjeva određeni proračun za generiranje polja piksela

d
- Bitmap slika
o velike mogućnosti manipulacijom bitmap slika, primjena specijalnih
efekata
o veliki utrošak memorije
o različite veličine slika kod prikaza na zaslonima različitih rezolucija
o kod povećanja slike interpolacija ili udvostručavanje piksela gubitak na
kvaliteti
o mala podrška vektorskoj grafici
- Programi:
o Photoshop
o Painter

e
- Vektorska grafika
o namjenjeno prikazu znanstvenih podataka, ekonomskih rezultata , za
tehničke ilustracije, sheme, nacrte
o omogućava jednostavno izdvajanje pojedinih objekata i njihovo micanje
o jednostavna promjena veličine slike uz očuvanje omjera
o ograničeni rad s bitmap slikama
- Programi:
o Illustrator
o Freehand
o AutoCad

f
- vektorska grafika -> bitmap slika
o postupak rasteringa ” pri čemu slika gubi sve značajke vektorske grafike
- bitmap slika -> vektorska grafika
o veći problem program bira odgovarajuće oblike za dijelove slike što
rezultira velikim brojem oblika i krivulja - veća datoteka od bitmap
datoteke
o poseban problem kod finih prijelaza i mekih krivulja
o bitmap slika može biti učitana kao jedinstveni objekt

g
- svrsi , tj . primjeni slike
- izvoru
o skener
o fotoaparat
o painting program
o dijagrami , nacrti , drawing program
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q
  1. Bitmap slike – formati

a. Potrebno je nabrojati bitmap formate slika (GIF, JPEG, PNG, TIFF, BMP, TGA) koji se spominju u prezentaciji i za svaki od njih napisati osnovne karakteristike, a one su odgovori na sljedeća pitanja
i. Koliko boja koristi pojedini format?
ii. Za kakav tip slika je pojedini format najpogodniji, tj. za što je
primarno razvijen?
iii. Slajd 54-61 Obratite pažnju na kvalitetu slike pohranjene u
pojedinom formatu i veličinu datoteke. Koji se format pokazao
najboljim za fotografiju, a koji za crtić? Obrazložite odgovor.

A

a
1.
- GIF – 256 boja
- JPEG – 24 bitna boja
- PNG – Nije ograničen na 256 boja
- TIFF – 256na3 boja
- BMP – 256
- TGA – više od 256 boja
2.
- GIF – najbolji format za jednostavne slike kao što su crtići ili računalne sintetičke
slike
- JPEG – za bitmap slike s kontinuiranim tonovima i velikim brojem boja
- PNG – razvijen za razmjenu na Webu
- TIFF – podržan Windowsima, painting programi
- BMP – primjena na Windowsu, podržavaju ga i drugi
- TGA – prihvaćen na većini platformi
3.
- JPEG – najbolji za fotografiju, velika količina boja, odlična kompresija sa
očuvanjem kvalitete
- GIF – najbolji za crtić jer ima kompresiju bez gubitaka i dovoljan broj boja za
jednostavnu razmjenu bitmap slika između različitih platform

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q
  1. Formati za vektorsku grafiku

a. Nabrojati formate slika za vektorsku grafiku (EPS, SVG, SWF, WMF, PICT,
DXF) i za svaki od njih dati glavne karakteristike

A
a
- EPS – slika je samostalna i može biti ubačena u drugi dokument
- SVG – definiran u XML jeziku (za Web)
- SWF – predstavlja otvoreni standard za vektorsku grafiku
o često korišten i podržan preglednicima
- WMF – Microsoft Windows metafile
- PICT – Macintosh format
- DXF – format za AutoCad datoteke
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q
  1. Postupci za obradu mirne slike – podjela

a. Zbog kojih se potreba koriste različiti postupci obrade slike? Navedite neke
od postupaka obrade za pojedine potrebe.

b. U koje se dvije domene mogu provoditi postupci obrade slike?

c. Kako se provodi obrada slike u prostornoj domeni i koje su dvije najvažnije
kategorije obrade slike u prostornoj domeni?

d. Objasnite kako se provode operacije na slici u prostornoj domeni na pojedinačnom elementu slike kada se samo on uzima u obzir, a kako kad se u obzir uzima i njegovo susjedstvo?

e. Koje su najčešće operacije promjene intenziteta mirne slike koje se provode
na jednom elementu slike?

A
a
- Rade se za potrebe poboljšanja kvalitete slike, specijalne efekte, za potrebe
kodiranja
o Promjena intenziteta elemenata slike ( piksela
o Geometrijske transformacije
o Filtriranje u prostornoj domeni
o Filtriranje u frekvencijskoj domeni
o Obrada boje
o Segmentacija objekata (razne primjene)
o Kompresija

b

  • prostornoj domeni
  • frekvencijskoj domeni

c
- Odnosi se na samu ravninu (plohu) slike
- Metode obrade slike zasnovane na izravnoj manipulaciji na elementima slike
(pikselima)
- Dvije najvažnije kategorije obrade slike u prostornoj domeni:
o Promjene intenziteta (na skali sivog, eng . grey level
o Prostorno filtriranje

d
- Osnovni pristup definiranje susjedstva u prostoru ??
o Obično kvadratno područje sa središtem u točki x,y
o Središte se pomiče od piksela do piksela , počevši npr. od gornjeg lijevog
ugla
o Operator T se primjenjuje na svakoj lokaciji x,y kako bi se dobila slika
- Filtriranje (prostorno) linearna transformacija ??
o u prostornoj domeni koristi se konvolucijska maska , koja se primjenjuje
na grupu piksela – konvolucijski kernel

e

  • Logaritamska transformacija
  • Gama transformacija (gama korekcija)
  • Izmjena histograma
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q
  1. Mirne slike – funkcije promjene intenziteta, histogram, prostorno filtriranje (1D i 2D)
    a. Za što se koristi logaritamska transformacija i što se njome postiže?
    b. Izraz za logaritamsku transformaciju?
    c. Za što se koristi gama transformacija i što se njome postiže? Povežite ju s promjenom kontrasta.
    d. Što je histogram i kako se definira? Nacrtati histogram zadane slike od 20ak elemenata slike, pri čemu će biti zadana ili širina razreda histograma ili broj razreda histograma za zadanu dubinu boje.
    e. Kada se koristi postupak ekvalizacije histograma i što se njime dobiva?

f. Kako se provodi dvodimenzionalno linearno prostorno filtriranje? Znati
riješiti primjer uz zadanu masku filtra 3x3 i zadanu sliku manjih dimenzija
(npr. do 5x5 elemenata slike)

g. Za što se koristi nisko-propusno filtriranje, a za što visoko-propusno filtriranje slike? Što se njima postiže?

A

a
- Za prikazivanje podataka koji imaju velik raspon vrijednosti, zbog čega je
razlučivost u području malih razina nedovoljna
- Log funkcija ističe točke male vrijednosti relativno u odnosu na točke velike
vrijednosti
- Primjenjujemo ju kada želimo poboljšati razlučivost tamnijih tonova sa gubitkom
informacija na svjetlijim tonovima

b
g(x,y)=a*log[f(x,y)+1]

c
g(x,y)=a*f(x,y)naGama
- Predstavlja nelinearnu promjenu intenziteta
- Ako je 𝑎≠0 tada dolazi i do promjene kontrasta (odnos između najvećeg i
najmanjeg intenziteta)
- Promjena kontrasta
o intenzitete u području ( low_in , high_in ) ulazne slike transformira u
područje ( low_out , high_out ) u izlaznoj slici
o može biti linearna ili nelinearna transformacija
o kod nelinearne transformacije funkciju pretvorbe opisuje parametar gama
o ovakve transformacije se rade za potrebe poboljšanja slike

d
- Histogram slike s L mogućih razina intenziteta u području [Lmin, Lmax] je diskretna funkcija
znati riješiti.

e
- Za poboljšanje kvalitete slike
- Jasno vidljivo poboljšanje u prosječnom intenzitetu i kontrastu (vidljivo i na
histogramu)

f
znati riješiti

g
- Niskopropusno filtriranje – omekšava oštre rubove (blur)
o često se koristi za pravljenje sjene na objektima
- Visokopropusno filtriranje – koristi se za izoštravanje slike
o Ovakvo filtriranje obično je preoštro
o Bolji se rezultati često dobiju ako se od originala oduzme njegova
niskopropusna verzija , tzv . unsharp masking

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q
  1. Geometrijske transformacije slike, interpolacija (objasniti)
    a. Kako se definiraju geometrijske transformacije slike?
    b. Objasnite što se događa s elementima slike kod pojedine geometrijske transformacije (translacija, rotacija, zumiranje)?

c. Što je interpolacija elementa slike? Objasnite tri obrađena načina
interpolacije (najbližim susjedom, bilinearna, bikubična).

A

a
- definirane su kao funkcije položaja piksela , a ne njihova intenziteta
o skaliranje , translacija , refleksija , rotacija , rezanje

b
- Translacija slike: g(x,y)=f(x-a,y-b)
o translacija za a u horizontalnom smjeru, i za b u vertikalnom smjeru

  • Rotacija slike za kut α:
    g(x,y)=f(xCosFi-ySinFi, xSinFi+yCosFi)
    o kod rotacije izlazna slika često nije u području ulazne slike, pa se
    primjenjuje translacija
- Zumiranje slike:
g(x,y)=f(x/d,y/d)
o uz d ≥ 1 sliku ćemo uvećati
o uz d < 1 sliku ćemo smanjiti
o potrebna je interpolacija

c
- Interpolacija označava metodu konstrukcije novih elemenata slike unutar
raspona diskretnog skupa poznatih elemenata.
- Interpolacija najbližim susjedom
o daje za više piksela u izlaznoj slici vrijednost jednog piksela ulazne slike
- Bilinearna interpolacija
o osigurava glađu interpolaciju
o piksel u izlaznoj slici dobije se linearnom kombinacijom intenziteta 4
najbližih susjeda
- Bikubična interpolacija
o piksel u izlaznoj slici dobije se nelinearnom (kubnom) kombinacijom
intenziteta 16 najbližih susjeda
o daje najbolje rezultate, ali je računalno najzahtjevnija

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q
  1. Principi kompresije – načini podjele i mjere učinkovitosti
    a. Izračunati veličinu nekomprimiranih signala slike, govora, audio, videa sa zadanim specifičnim parametrima
    b. Zašto je potrebna kompresija?

c. Podjela 1 postupaka kompresije
i. Dvije grupe postupaka – dati osnovne karakteristike pojedine grupe postupaka i nabrojati primjere

d. Podjela 2 postupaka kompresije
i. Tri grupe postupaka – dati osnovne karakteristike pojedine grupe postupaka i nabrojati primjere

e. Definirati mjere učinkovitosti kompresije (stupanj kompresije i BPP za sliku)

A

a
znati izračunati

b
- Znatan memorijski prostor pri pohrani na medij
- Znatna širina prijenosnog pojasa pri prijenosu
komunikacijskim mrežama

c
1.
- Kompresija bez gubitaka
o dekodirani podaci ne razlikuju se od originala
o primjena: računalni programi, baze podataka, tekstovi
o Tipični stupanj kompresije 2:1, moguće do 50:1
o Primjeri: run length, Huffamnovo, aritmetičko, LZW kodiranje

Kompresija s gubicima
o dekodirani podaci odstupaju od originala
o moguće je gubitke držati ispod razine ljudske percepcije
o primjena: audio, video, mirne slike
o Tipični stupanj kompresije 20:1, odnosno 50:1, moguće do 100:1
o Primjeri: JPEG norma za kompresiju slike, MPEG, H.26x norme za
kompresiju videa

d
- Entropijska kompresija
o Uzima u obzir statistiku informacije, ali ne uzima u obzir prirodu
informacije
o Uvijek je bez gubitaka
o Glavne metode:
▪ Potiskivanje ponavljajućih sekvenci (npr. Run length kodiranje)
▪ Statističko kodiranje (npr. Huffmanovo kodiranje, aritmetičko
kodiranje)
- Kompresija (kodiranje) izvora
o Uzima u obzir prirodu izvora informacije
o Može biti s gubicima i bez gubitaka
o Glavne metode
▪ Transformacijsko kodiranje (FFT, DCT, DWT)
▪ Diferencijalno kodiranje (DPCM, ADPCM, DM)
▪ Vektorska kvantizacija
- Hibridno kodiranje
o Kombinacija više tipova kodiranja
o Primjeri: JPEG, JPEG2000, MPEG, H.26x, sustavi specifične namjene (npr.
baza otisaka prstiju)

e
SK = broj bita potreban za pohranu originalnih podataka / broj bita potreban za pohranu komprimiranih podataka

BPP = broj bita potreban za pohranu slike / ukupan broj elemenata slike koj je slika prikazana

17
Q
  1. Entropijsko kodiranje i entropija
    a. Kako se definira entropija za slučaju statistički nezavisnih događaja s pridruženim vjerojatnostima pojavljivanja? ??

b. Zbog čega je moguća kompresija prirodnih signala slike, zvuka i videa?
(slajdovi 12 i 13 u prezentaciji – Primjer 2)

A

a
H=SUMA(od j=1 do J) p(aj)log2(1/p(aj))

b
- S obzirom da se intenziteti na slici ne pojavljuju jednako često (histogram),
srednja informacija slike je manja od 8 bita -> slika se može kodirati s manje od 8
bita po elementu slike -> moguća kompresija
- Dodatna mogućnost kompresije leži u činjenici da prirodni signali zvuka, slike i
videa nisu skup nezavisnih događaja, odnosno pojavljuje se efekt memorije

18
Q
  1. Run-length kodiranje/dekodiranje + primjer

a. Na kojem principu funkcionira postupak potiskivanja ponavljajućih sekvenci i kada ima smisla primjenjivati ga?

A

a
- Podaci koji se višekratno ponavljaju zamjenjuju se znakom i brojem ponavljanja
o ima smisla ako se ponavlja više od 3 puta

ostatak ZNATI KODIRATI I RIJEŠITI PRIMJER

19
Q
  1. Huffmanovo kodiranje/dekodiranje + primjer
    a. Znati kodirati Huffmanovim kodom zadanu jednostavnu sekvencu znakova i dekodirati poruku kodiranu Huffmanovim kodom.
    b. Što znači da kod ima svojstvo prefiksa?
A

ZNATI RIJEŠITI PRIMJER

b
- Nijedna kodna riječ nije prefiks neke druge

20
Q
  1. Aritmetičko kodiranje/dekodiranje + primjer
    a. Znati kodirati aritmetičkim kodom zadanu jednostavnu sekvencu znakova i dekodirati poruku kodiranu aritmetičkim kodom.
A

ZNATI RIJEŠITI

prefiksno isto

21
Q
  1. LZW kodiranje/dekodiranje + primjer

a. Znati kodirati LZW kodom zadanu jednostavnu sekvencu znakova i dekodirati poruku kodiranu LZW kodom.

A

ZNATI KODIRATI

22
Q
  1. Diskretne transformacije signala slike
    a. Na koji je način slika predstavljena u prostornoj domeni?

b. Što znači transformirati sliku iz prostorne domene u domenu prostornih frekvencija?
i. Što predstavljaju brojevi u matrici slike nakon transformacije?

c. Zašto se radi transformacija signala slike iz prostorne domene u domenu prostornih frekvencija?
d. Koje diskretne transformacije signala slike poznajete?

A

a
- Jednom 2D matricom čiji elementi p(x,y) predstavljaju intenzitet svjetline
- Trima 2D matricama čiji elementi 𝑝𝑖
(x,y), i=1,2,3 predstavljaju intenzitet pojedine
komponente boje (npr. RGB) ili svjetline i boje (npr. YUV)

b
- Mijenjaju se vrijednosti elemenata u matricama koje prikazuju sliku
1
- Vrijednosti u matricama nakon transformacije (tzv. koeficijenti transformacije)
odnose se na komponente prostornih frekvencija signala, a ne više intenzitet boje
ili svjetline

c
- Može se manipulirati sadržajem slike na intuitivniji način
o Poznato je da su za slike komponente nižih prostornih frekvencija važnije
od komponenti viših prostornih frekvencija
- Prostorne frekvencije su objektivniji pokazatelji strukture slike
o Visoke frekvencije biti će zastupljenije u slikama koje sadrže veću količinu
detalja i rubova (teže ih je uspješno komprimirati)
- S prostornim frekvencijama slike lakše se upravlja nego s razina boje/svjetline

d

  • Diskretna Fourierova transformacija (DFT)
  • Diskretna kosinusna transformacija (DCT)
  • Diskretna Wavelet transformacija (DWT)
  • Karhunen Loeve transformacija
23
Q
  1. JPEG norma – što je, što definira (sustavi), karakteristike, ulazni format koji podržava
    a. Što je JPEG norma i što definira?
    b. Koja tri različita sustava JPEG norma definira?
    c. Koje su karakteristike JPEG norme za kompresiju s gubicima?
    d. Koji ulazni format podataka podržava JPEG norma?
A

a

  • Normirani postupak za kompresiju mirne slike
  • Definira kako se slika komprimira u tok bita i dekomprimira natrag u sliku
  • Definira format datoteke u koju se pohranjuje taj tok bita

b
- Osnovni sustav za kodiranje s gubicima, zasnovan na DCT – prikladan za većinu
aplikacija koje zahtjevaju kompresiju slike
- Prošireni sustav za kodiranje s gubicima namijenjen aplikacijama koje zahtijevaju
veće razine kompresije i veću preciznost
- Sustav za kodiranje bez gubitaka, namijenjen sustavima koji zahtjevaju
reverzibilnu kompresiju

c
- Mogućnost kompresije svih tipova slika, bez obzira na njihov izvor, sadržaj,
rezoluciju, format boja
- Mogućnost stvaranja komprimiranih slika visoke kvalitete koje su memorijski
znatno manje zahtjevne od originalnih (nekomprimiranih) slika
- Korisnik određuje kvalitetu slike
- Niska razina složenosti implementacije sklopovlja i programske podrške
- Mogućnost rezolucije bita od 8 do 12 bita po elementu slike
- Dva moguća moda kodiranja DCT koeficijenata: sekvencijalni i progresivni
- Mogućnost uspješnog kompromisa između veličine datoteke i kvalitete slike
- Dobri rezultati za slike kontinuiranih prijelaza, slabiji za računalom generirane
slike

d
- Slika je predstavljena dvodimenzionalnom matricom
- Svaki element matrice predstavlja jednu točku (element
- slike) na slici
- Broj bita koji se koristi za zapis jednog elementa slike određuje raspon boja na
slici (dubinu boje)
o npr. 8 bita za slike u razinama sive boje (256 različitih razina)
o 3 x 8 bita za slike u boji (3 komponente: RGB, YUV, …)

24
Q
  1. JPEG norma – shema kodera i objašnjenje pojedinih blokova kodera
    a. Skicirati shemu JPEG kodera i za svaki korak obrade slike napisati po jednu rečenicu, tj. redom dati odgovore na sljedeća pitanja (odgovor na svako sljedeće pitanje dati samo jednom do dvjema rečenicama, ne opširnije)

i. Zašto se originalna slika dijeli na blokove 8x8 elemenata slike?
ii. Što radi disketna kosinusna tranformacija (DCT), zašto se ona
primjenjuje u JPEG normi i što predstavljaju brojevi u matrici nakon DCT-a? (povezati s pitanjem 25)
iii. Koji je cilj kvantizacije i na koji se način ona provodi kod JPEG-a?
iv. Kako se provodi entropijsko kodiranje AC koeficijenata kod JPEG-a?
(nije potrebno znati detalje o entropijskom kodiranju DC
koeficijenata)
v. Što je potrebno poslati dekoderu kako bi mogao dekodirati kodiranu sliku?

A

a
SKICIRATI
- 1) Podjela slike na makroblokove
- 2) Za svaki makroblok tražimo vektore pokreta (pronalaženje najsličnijeg bloka na
sljedećem okviru)
- 3) Na okvir I (trenutni predviđeni okvir) dodajemo vektore pokreta
- 4) Oduzimamo I + VP od od trenutnog okvira i dobivano okvir razlike (računanje
okvira razlike)
- 5) Okvir razlike se komprimira kao JPEG

  1. Zato što nam je to najoptimalnije
    2.
    Pretvara iz prostorne domene u domenu prostornih frekvencija. Predstavlja AC i DC komponente.
    3.
    - Cilj – Smanjiti dinamički raspon DCT koeficijenata i prikazati ih koristeći
    ograničeni skup vrijednosti -> manji broj bita za zapis pojedinog koeficijenta
    - Kako se provodi – svaki se od 64 DCT koeficijenta dijeli s njemu odgovarajućom
    veličinom definiranom u kvantizacijskoj tablici
    4.
    - Kvantizirani DCT koeficijenti -> većinom imaju vrijednost 0 -> moguća dodatna
    kompresija korištenjem kodiranja bez gubitaka
    - DCT koeficijenti slažu se u nove simbole kako bi se olakšalo njihovo kodiranje
    5.
    -Kvantizacijsku tablicu
25
Q
  1. Prošireni JPEG sustav za kodiranje s gubicima
    a. Na koji način radi prošireni JPEG sustav za kodiranje s gubicima – koje su razlike u odnosu na osnovni sustav za kodiranje s gubicima?

b. Na koji način mogu biti kodirani DCT koeficijenti u više prolaza i što se time
dobiva na izlazu nakon svakog prolaza?

c. Objasnite hijerarhijski način rada proširenog JPEG sustava
d. U kojim je aplikacijama korisno upotrijebiti prošireni JPEG sustav za kodiranje s gubicima (povezati s njegovim načinom rada) – objasnite odgovor

A

a
- U nekim aplikacijama pogodno je prenositi sliku u nekoliko prolaza
- Prvi prolaz -> prenosi se samo mali broj bita -> rekonstruirana slika lična onoj
dobivenoj s vrlo niskim postavkama kvalitete ili je u manjoj rezoluciji
- Nakon svakog sljedećeg prolaza dobiva se sve bolja aproksimacija konačne slike
na prijemniku ili slika u većoj rezoluciji
- Ukupni konačni preneseni broj bita približno je jednak kao za cijelu sliku kodiranu
JPEG sustavom u sekvencijalnom modu rada
- Razlike u odnosu na osnovni sustav za kodiranje s gubicima:
o Podržava 12 bita po elementu slike (za svaku komponentu slike)
o Koristi progresivno kodiranje DCT koeficijenata (kodiranje po razinama
kvalitete u više prolaza) slika se prikazuje kroz nekoliko prolaza sa sve više
detalja
o Koristi hijerarhijski način rada po rezoluciji
o Uz Huffmanovo, koristi i aritmetičko entropijsko kodiranje (ovisno o
načinu rada)

b
- Po spektralnom sadržaju: npr. {0},{1,2,3},{4,5,6,7},{8,…,63}
- Po preciznosti (šalju se sve preciznije prikazani DCT koeficijenti)
- Kombinacijom spektralnog sadržaja i preciznosti (rijetko korišteno, kompleksan
koder)

c
- Slika rastavljena u piramidalnu strukturu uz povećanje rezolucije
- Najviša razina u piramidi predstavlja sliku u najmanjoj mogućoj rezoluciji, a
osnovica piramide predstavlja sliku u punoj rezoluciji
- Udvostručuje se rezolucija u objema dimenzijama između susjednih razina
piramidalnog poretka
- Korisno kada se slika prikazuje na različitim uređajima

d
- Web aplikacije - korisnik želi pregledati sadržaj cijele web stranice bez da mora
čekati da se svaka slika na stranici mora u potpunosti točno prikazati