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martedì 13 dicembre 2016

Lezioni e dispense per il laboratorio di elaborazione digitale delle immagini del corso di Modellistica Numerica


All'interno di questa pagina, potete trovare il frutto di una personale rielaborazione delle lezioni di laboratorio del corso di Modellistica Numerica tenute dal professor Ivan Gerace presso il dipartimento di Matematica dell'Università degli studi di Perugia (anno accademico 2016-2017).

Si tratta di un'introduzione basilare (ma molto istruttiva ed a tratti perfino divertente) alla modellistica numerica applicata all'elaborazione digitale delle immagini.

Ho cercato di rendere il testo il più semplice, lineare ed autoreferenziale possibile. 

Ne è scaturita una guida passo-passo illustrata che muove progressivamente dagli algoritmi più semplici fino ai listati più "complessi".

Ogni capitolo è finalizzato all'implementazione di un qualche genere di algoritmo che apporta un certo effetto ad un'immagine. 

Ho provveduto a commentare i listati ed ho anche mostrato graficamente l'effetto che ciascuno di essi apporta su delle immagini standard di riferimento nell'ambito dell'elaborazione delle immagini (come ad esempio la mitica Lena).

Condivido volentieri e liberamente la mia piccola opera con chiunque abbia la necessità (e/o la curiosità) di consultarla...

L'autore:    
Mirco Mariucci




Se volete riprodurre in autonomia le esperienze descritte all'interno del testo avete bisogno dei seguenti file:

Kit completo x lezioni ed esercitazioni: immagini png, pgm e ppm + listati in linguaggio C++



Vi serviranno inoltre:


1) Un ambiente di sviluppo per linguaggio C/C++:

2) Un software in grado di leggere le immagini in formato PGM e PPM:

Ulteriori risorse per il corso di laboratorio di elaborazione digitale delle immagini

Comandi Linux:
Lezioni:

Oppure:
  • Kit avanzato x Lezioni ed Esercitazioni (Prg. Leggiescrivi.c + Leggiescrivi2.c + Colori.c + Colori2.c + Lena.txt/.pgm + Lenacolori.txt/ppm + Babbuino.txt/.pgm + Babbuinocolori.txt./.ppm + toto.txt/.pgm Einsteincolori.txt/.ppm + Babbocolori.txt/.ppm + mare.txt/.ppm + pepperscolori.txt/.ppm + redenari.txt/.ppm + rugby.txt/.ppm + tigre.txt/.ppm)
Argomenti delle lezioni + svolgimenti:

Lezione 1) 
Argomenti: schiarire, scurire e fare il negativo di un'immagine. Quadranti e assi di simmetria principali. Rotazioni e simmetrie assiali.

Lezione 1A) 
Argomenti: rotazione di un angolo arbitrario. Effetto "vortice".
Lezione 2) 
Argomenti: disegnare delle forme elementari (cerchio, ellisse, rettangolo, triangolo). Effetti di trasparenza (lente chiara e scura). Effetto di rifrazione del vetro. Spostare parti di un'immagine.

Lezione 3) 
Argomenti: trasformazione in bianco e nero ed in quattro/otto livelli di grigio con confronto comparativo.

Lezione 4) 
Argomenti: immagini distinte in settori distinti. Sovrapposizioni di immagini in trasparenza. Dettagli di un'immagine in un'altra.

Lezione 5) 
Argomenti: effetti di sfumatura e di transizione in trasparenza.

Lezione 6) 
Argomenti: immagini a colori (RGB)forme elementari a colori (cerchio, ellisse, rettangolo, triangolo), area delimitata da funzioni sinusoidali.
Lezione 6-A) 
Argomenti: parti dell'immagine delimitate da una o più rette evidenziate con colori distinti.

Lezione 7) 
Argomenti: sfumature a colori con immagini di tipo PPM.

Lezione 7A) 
Argomenti: ulteriori sfumature con immagini di tipo PPM.
Lezione 8) 
Argomenti: componenti delle immagini a colori PPM. Isolare e permutare le componenti. Fare il "negativo" di una o più componenti. Isolare una, o più, componenti in zone circoscritte.

Lezione 9) 
Argomenti: trasformare un'immagine a colori in bianco e nero ed in scala di grigi con k-livelli di grigio.
Lezione 10) 
Argomenti: ridurre il numero di colori. Effetto Pop-Art.

Lezione 11) 
Argomenti: creare una copia in scala dell'immagine originale. Creare una o più copie contratte traslate o centrate. 

Lezione 12) 
Argomenti: Filtri cattura colore. Catturare e modificare una gamma di colori in una zona circoscritta.
Lezione 13) 
Argomenti: immagini a colori distinte, in diversi settori, con componenti distinte. Sovrapposizioni di immagini a colori in trasparenza. Dettagli di un'immagine a colori in un'altra.

Esercitazioni:

Esercitazione 1) 
Lena con gli occhiali: Disegnare un paio di occhiali sul viso di Lena.


Esercitazione 2) 
Simmetrie sul babbuino: Realizzare quattro quadranti delimitati dalle diagonali principali dell'immagine, in modo tale che ciascuno di essi contenga gli occhi ed il naso del babbuino orientati verso il centro dell'immagine.
Esercitazione 3) 
Lena con la pelliccia: Realizzate una pelliccia virtuale per Lena, sfruttando l'immagine del babbuino.


Esercitazione 4) 
Lena sfumatura Babbuino: Riprodurre l'effetto di transizione Lena-Babbuino rappresentato nella seguente immagine:
Esercitazione 5) 
Bandiera d'Italia: disegnare il Tricolore rispettando gli standard di definizione ufficiali.

Esercitazione 5) 
Lena nella nave: Riprodurre la seguente immagine:
Esercitazione 6) 
Einstein in stile Pop-Art: Riprodurre la seguente immagine:
Esercitazione 7) 
Cattura Babbo Natale: Riprodurre la seguente immagine "catturando" il rosso del vestito di Babbo Natale:
Esercitazione 8) 
Re di Denari: Riprodurre il tarocco "Re di Denari" partendo dall'immagine "redenari.txt".
Esercitazione 9) 
Lena sulla spiaggia: inserire il volto di Lena sulla porzione d'immagine occupata dall'acqua, così come mostrato in figura.



Mirco Mariucci

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