Image Processing for Embedded Devices. From CFA Data to Image-video Coding

دسته بندی: سازمان و پردازش داده ها
ویرایش:  
نویسندگان: Battiato S.,  Bruna A.R.,  Messina G.,  Puglisi G. (eds.)  
سری:  
 
ناشر:  
سال نشر:  
تعداد صفحات: 388 
زبان: English 
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود) 
حجم فایل: 50 مگابایت 

قیمت کتاب (تومان) : 33,000

Издательство انتشارات دانشگاه کمبریج، 2010، -307 ص. دستگاه های تصویربرداری جاسازی شده، مانند دوربین های عکاسی دیجیتال و فیلمبرداری، تلفن های همراه، دستیارهای دیجیتال شخصی، و حسگرهای بصری برای برنامه های نظارت و خودرو، از رویکرد فناوری تک سنسور استفاده می کنند. یک حسگر الکترونیکی (Charge Coupled Device - CCD یا Complementary Metal-Oxide-Semiconductor - CMOS) برای بدست آوردن تغییرات فضایی در شدت نور استفاده می شود و سپس از الگوریتم های پردازش تصویر برای بازسازی تصویر رنگی از داده های ارائه شده توسط سنسور استفاده می کند. دستیابی به تصاویر رنگی مستلزم وجود حسگرهای مختلف برای کانال های رنگی مختلف است. سازندگان با قرار دادن یک آرایه فیلتر رنگی (CFA) در بالای یک حسگر منفرد، که اساساً یک دستگاه تک رنگ است، هزینه و پیچیدگی را کاهش می دهند تا اطلاعات رنگی صحنه بصری واقعی را به دست آورند.
عملکرد کلی هر دستگاهی نتیجه ترکیبی از اجزای مختلف از جمله قابلیت‌های سخت‌افزار و نرم‌افزار و نه در نهایت طراحی کلی (به عنوان مثال، شکل، وزن، سبک و غیره).
این کتاب به الگوریتم‌ها و روش‌های پردازش اختصاص داده شده است. تصاویر دیجیتال به دست آمده توسط دستگاه های تصویربرداری تک سنسور. خطوط لوله تصویربرداری معمولی که در دوربین‌های تک سنسوری اجرا می‌شوند معمولاً برای یافتن معاوضه بین راه‌حل‌های کمتر از حد بهینه (که برای حل گرفتن تصویر اختصاص داده شده است) و مشکلات تکنولوژیکی (مانند تعادل رنگ، نویز حرارتی و غیره) در یک زمینه محدود طراحی می‌شوند. منابع سخت افزاری تکنیک های پیشرفته برای پردازش تصاویر چند کاناله که از طریق درونیابی رنگ از CFA به دست می آیند بسیار پیشرفته هستند. از سوی دیگر، اطلاعات زیادی در مورد کاربرد تکنیک های پردازش تصویر به طور مستقیم بر روی تصاویر CFA، یعنی قبل از مرحله درون یابی رنگ، شناخته شده و منتشر نشده است.
فصول مختلف کتاب تمام جنبه های الگوریتم ها و روش ها را پوشش می دهد. پردازش تصاویر دیجیتالی به دست آمده توسط دستگاه های مصرف کننده تصویربرداری. به طور خاص تر، ما اساس اساسی پردازش خاص را در حوزه CFA معرفی می کنیم (دموزایک، افزایش، حذف نویز، فشرده سازی). همچنین تکنیک‌های ماتریس موقت و متعادل‌سازی رنگ که به پیش‌پردازش داده‌های ورودی که از سنسور می‌آیند، مورد بررسی قرار خواهند گرفت. تقریباً در همه موارد، استدلال‌های مختلفی به صورت آموزشی ارائه شده است تا یک دید کلی جامع از مبنای اصلی هر یک از موضوعات درگیر در اختیار خوانندگان قرار گیرد. همه مشارکت‌کنندگان در این زمینه متخصصان مشهوری هستند که با تعداد پتنت‌ها و انتشارات علمی مرتبط نشان داده شده است.
بخش اصلی کتاب جنبه‌های مختلف خط لوله تصویربرداری از داده‌های CFA تا کدگذاری تصویر و ویدیو را تحلیل می‌کند. یک خط لوله تصویربرداری معمولی توسط دو ماژول کاربردی (پیش اکتساب و پس از اکتساب) تشکیل شده است که در آن داده های حاصل از حسگر در قالب CFA به درستی پردازش می شوند. اصطلاح پیش اکتساب به مرحله‌ای اطلاق می‌شود که در آن داده‌های ورودی فعلی که از حسگر به دست می‌آید، فقط برای جمع‌آوری آمار مفید برای تنظیم پارامترها برای اکتساب صحیح، تجزیه و تحلیل می‌شوند.
این کتاب همچنین شامل تعدادی فصل است که راه‌حل و راه‌حل ارائه می‌دهد. روش هایی برای رفع برخی از اشکالات نامطلوب تصاویر به دست آمده (مانند قرمزی چشم، پرش و غیره)؛ یک نمای کلی از فناوری های فعلی برای اندازه گیری کیفیت یک تصویر نیز ارائه شده است. فقط با در نظر گرفتن رشد چشمگیر (و سریع) از نظر نوآوری و فناوری موجود، کتاب را فقط با ارائه نمونه ای از راه حل که از یادگیری ماشین برای دسته بندی تصاویر استفاده می کند و مروری کوتاه بر روندهای اخیر و تکامل در این زمینه به پایان می رسانیم.اصول و پارتیشن بندی HW/SW
نظریه هایی درباره اپتیک و حسگرها
تصحیح نوردهی
پیش اکتساب: فوکوس خودکار
نمایش رنگ
کاهش نویز
پاکسازی و تصحیح مستعار
حذف قرمزی چشم
تثبیت کننده ویدئو
دسته بندی تصویر
کدگذاری و قالب بندی تصویر و ویدئو
کیفیت معیارها
فراتر از دستگاه های جاسازی شده

Издательство Cambridge University Press, 2010, -307 pp. Embedded imaging devices, such as digital still and video cameras, mobile phones, personal digital assistants, and visual sensors for surveillance and automotive applications, make use of the single-sensor technology approach. An electronic sensor (Charge Coupled Device - CCD or Complementary Metal-Oxide-Semiconductor - CMOS) is used to acquire the spatial variations in light intensity and then uses image processing algorithms to reconstruct a color picture from the data provided by the sensor. Acquisition of color images requires the presence of different sensors for different color channels. Manufacturers reduce the cost and complexity by placing a color filter array (CFA) on top of a single sensor, which is basically a monochromatic device, to acquire color information of the true visual scene.
The overall performance of any device are the result of a mixture of different components including hardware and software capabilities and, not ultimately, overall design (i.e., shape, weight, style, etc.).
This book is devoted to cover algorithms and methods for the processing of digital images acquired by single-sensor imaging devices. Typical imaging pipelines implemented in single-sensor cameras are usually designed to find a trade-off between sub-optimal solutions (devoted to solve imaging acquisition) and technological problems (e.g., color balancing, thermal noise, etc.) in a context of limited hardware resources. State of the art techniques to process multichannel pictures, obtained through color interpolation from CFA are very advanced. On the other hand, not too much is known and published about the application of image processing techniques directly on CFA images, i.e. before the color interpolation phase.
The various chapters of the book cover all aspects of algorithms and methods for the processing of digital images acquired by imaging consumer devices. More specifically, we will introduce the fundamental basis of specific processing into CFA domain (demosaicing, enhancement, denoising, compression). Also ad-hoc matrixing and color balancing techniques devoted to preprocess input data coming from the sensor will be treated. In almost all cases various arguments have been presented in a tutorial way in order to provide to the readers a comprehensive overview of the main basis of each involved topics. All contributors are well renowned experts in the field as demonstrated by the number of related patents and scientific publications.
The main part of the book analyzes the various aspects of the imaging pipeline from the CFA data to image and video coding. A typical imaging pipeline is composed by two functional modules (pre-acquisition and post-acquisition) where the data coming from the sensor in the CFA format are properly processed. The term pre-acquisition is referred to the stage in which the current input data coming from the sensor are analyzed just to collect statistics useful to set parameters for correct acquisition.
The book also contains a number of chapters that provide solution and methods to address some undesired drawbacks of acquired images (e.g., red-eye, jerkiness, etc.); an overview of the current technologies to measure the quality of an image is also given. Just considering the impressive (and fast) growth in terms of innovation and available technology we conclude the book just presenting some example of solution that makes use of machine learning for image categorization and a brief overview of recent trends and evolution in the field. Fundamentals and HW/SW Partitioning
Notions about Optics and Sensors
Exposure Correction
Pre-acquisition: Auto-focus
Color Rendition
Noise Reduction
Demosaicing and Aliasing Correction
Red Eyes Removal
Video Stabilization
Image Categorization
Image and Video Coding and Formatting
Quality Metrics
Beyond Embedded Devices