460-4107/01 – Analýza obrazu II (AO2)

Garantující katedraKatedra informatikyKredity4
Garant předmětuIng. Radovan Fusek, Ph.D.Garant verze předmětuIng. Radovan Fusek, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostvolitelný odborný
Ročník2Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2015/2016Rok zrušení
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
FUS032 Ing. Radovan Fusek, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 18+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem předmětu je seznámit posluchače s moderními metodami analýzy obrazu, které mohou být využity zejména pro detekci a rozpoznávání objektů. Nedílnou součástí je aplikace těchto technik do reálného prostředí (například analýza lidských tváří, lokalizace chodců nebo automobilů v obrazech). Výstupem je také zvládnutí principů a použití generativních sítí v kontextu rozšiřování datových souborů, generování realistických obrazových vzorků a zvyšování robustnosti rozpoznávacích metod.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Výuka odborníka z praxe (přednáška nebo cvičení)

Anotace

Jsou probírána zejména následující témata: moderní metody detekce a rozpoznávání objektů v obrazech, principy hlubokého učení v kombinaci s obrazovou analýzou, aktuální varianty konvolučních neuronových sítí a jejich praktické aplikace pro různé typy objektů. Součástí bude rovněž téma generativních sítí. Po úspěšném absolvování předmětu student dokáže: - aplikovat moderní metody analýzy obrazu pro detekci a rozpoznávání objektů v reálném prostředí, - vyhodnotit a analyzovat silné i slabé stránky jednotlivých metod, - navrhovat a modifikovat modely konvolučních neuronových sítí, - posoudit robustnost a složitost různých variant modelů, - aplikovat tyto modely při řešení praktických úloh, například pro rozpoznávání lidských tváří, lokalizaci chodců či automobilů v obrazech, - využívat generativní sítě pro rozšiřování datových souborů, - generovat obrazové vzorky.

Povinná literatura:

1. Ayyadevara, V. Kishore; Reddy, Yeshwanth. Modern Computer Vision with PyTorch: Explore deep learning concepts and implement over 50 real-world image applications. Packt Publishing, 2020. ISBN 978-1839213472. 2. Lakshmanan, V.; Shlens, J.; Sukthankar, R. Practical Machine Learning for Computer Vision: End-to-End Machine Learning for Images. O’Reilly Media, 2021. ISBN 978-1098102364. 3. Zhang, A.; Lipton, Z. C.; Li, M.; Smola, A. J. Dive into Deep Learning. arXiv, 2021. Available at: https://doi.org/10.48550/arXiv.2106.11342.

Doporučená literatura:

1. Sojka, E.; Gaura, J.; Krumnikl, M. Matematické základy digitálního zpracování obrazu. 2. vydání. Ostrava: VŠB–Technická univerzita Ostrava; Plzeň: Západočeská univerzita v Plzni, 2011. 2. Burger, W.; Burge, M. J. Principles of digital image processing: Fundamental techniques. Springer, 2011. ISBN 978-1848001909. 3. Chollet, F. Deep learning with Python. Manning, 2017. ISBN 978-1617294433. 4. Howse, Joseph; Minichino, Joe. Learning OpenCV 4 Computer Vision with Python 3. 3rd ed. Birmingham: Packt Publishing, 2020. ISBN 978-1789531619.

Další studijní materiály

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Podmínky udělení zápočtu: Vypracování úloh, které jsou součástí programu cvičení. Zkouška - ústní.

E-learning

Materiály jsou dostupné na webu pedagoga: https://mrl.cs.vsb.cz//people/fusek/ano2_course.html

Další požadavky na studenta

Další požadavky na studenta nejsou kladeny.

Prerekvizity

Kód předmětuZkratkaNázevPovinnost
460-4080 AO1 Analýza obrazu I Doporučená

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: - Základní pojmy detekce objektů v obrazech; příznaky typu Haar (AdaBoost, Viola-Jones); lokální binární vzory (LBP); histogramy orientovaných gradientů (HOG). Detekce chodců a tváří v obrazech. Detektory a deskriptory zájmových bodů (například SIFT, SURF). - Konvoluční neuronové sítě (základní principy, popis vrstev). Moderní varianty konvolučních neuronových sítí (například GoogLeNet, ResNet, EfficientNet). - Lokalizační metody založené na konvolučních sítích (například R-CNN, Faster R-CNN, YOLO, SSD). - Popis generativních sítí (sítě typu DCGAN, Diffusion-GAN). - Sítě typu transformer (zejména vision transformer - ViT) a jejich využití v analýze obrazu. - Konvoluční neuronové sítě pro segmentaci obrazu (sítě typu encoder-decoder, U-Net). - Určování polohy člověka pomocí hlubokého učení. - Optické systémy v oblasti samořiditelných vozidel, zpracování obrazů v IR spektru, zpracování LiDARových dat, analýza hloubkových obrazů, využití hloubkových senzorů (například RealSense, Kinect). Cvičení (PC učebna): - Vytvoření základní kostry detektoru pro zvolený zájmový objekt, implementace metody posuvného okna, příprava dat pro trénovací a testovací fázi detektoru. - Analýza objektů pomocí příznaků typu Haar, lokálních binárních vzorů (LBP) a histogramů orientovaných gradientů (HOG). - Základní použití konvolučních neuronových sítí, experimentování s parametry konvolučních sítí. - Využití různých typů konvolučních sítí v rozpoznávání (například GoogLeNet, ResNet, EfficientNet), experimentování s vytvořenými modely, porovnání modelů. - Praktické využití lokalizačních metod založených na konvolučních sítích (například R-CNN, Faster R-CNN, YOLO). - Praktické využití generativních sítí pro rozšíření datových sad (DCGAN, Diffusion-GAN). - Experimenty se segmentací obrazu pomocí sítí typu encoder-decoder (U-Net). - Využití sítí typu transformer pro analýzu objektů v obrazech. - Analýza objektů v IR a v hloubkových obrazech (RealSense, Kinect).

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 2015/2016 zimní semestr, platnost do: 2021/2022 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)		Min. počet bodůMax. počet pokusů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 45  20
        Zkouška Zkouška 55  6 3
Rozsah povinné účasti: Vypracování úloh zadaných na cvičení.

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2026/2027 (N0613A140034) Informatika DZO K čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2026/2027 (N0613A140034) Informatika DZO P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2026/2027 (N0613A140034) Informatika PGV P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu B stu. plán
2026/2027 (N0613A140034) Informatika UI P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu B stu. plán
2026/2027 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S02) Výpočetní metody a HPC K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2026/2027 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S01) Aplikovaná matematika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2026/2027 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S01) Aplikovaná matematika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2026/2027 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S02) Výpočetní metody a HPC P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2025/2026 (N0688A140014) Průmysl 4.0 P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu B stu. plán
2025/2026 (N0613A140034) Informatika DZO P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2025/2026 (N0613A140034) Informatika DZO K čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2025/2026 (N0716A060001) Automobilové elektronické systémy SPA P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2025/2026 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S01) Aplikovaná matematika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2025/2026 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S01) Aplikovaná matematika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2025/2026 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S02) Výpočetní metody a HPC P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2025/2026 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S02) Výpočetní metody a HPC K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2024/2025 (N0613A140034) Informatika DZO P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2024/2025 (N0613A140034) Informatika DZO K čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2024/2025 (N0688A140014) Průmysl 4.0 P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu B stu. plán
2024/2025 (N0716A060001) Automobilové elektronické systémy SPA P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2024/2025 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S01) Aplikovaná matematika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2024/2025 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S01) Aplikovaná matematika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2024/2025 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S02) Výpočetní metody a HPC P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2024/2025 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S02) Výpočetní metody a HPC K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2023/2024 (N0688A140014) Průmysl 4.0 P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu B stu. plán
2023/2024 (N0613A140034) Informatika DZO K čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2023/2024 (N0613A140034) Informatika DZO P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2023/2024 (N0716A060001) Automobilové elektronické systémy SPA P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2023/2024 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S01) Aplikovaná matematika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2023/2024 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S01) Aplikovaná matematika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2023/2024 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S02) Výpočetní metody a HPC P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2023/2024 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S02) Výpočetní metody a HPC K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2023/2024 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2023/2024 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2022/2023 (N0613A140034) Informatika DZO K čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2022/2023 (N0613A140034) Informatika DZO P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2022/2023 (N0688A140014) Průmysl 4.0 P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu B stu. plán
2022/2023 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S01) Aplikovaná matematika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2022/2023 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S01) Aplikovaná matematika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2022/2023 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S02) Výpočetní metody a HPC K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2022/2023 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S02) Výpočetní metody a HPC P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2022/2023 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2022/2023 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2021/2022 (N0688A140014) Průmysl 4.0 P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu B stu. plán
2021/2022 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S01) Aplikovaná matematika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2021/2022 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S02) Výpočetní metody a HPC K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2021/2022 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S02) Výpočetní metody a HPC P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2021/2022 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S01) Aplikovaná matematika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2021/2022 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2021/2022 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2020/2021 (N0688A140014) Průmysl 4.0 P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu B stu. plán
2020/2021 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2020/2021 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2020/2021 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S01) Aplikovaná matematika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2020/2021 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S02) Výpočetní metody a HPC P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2020/2021 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S01) Aplikovaná matematika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2020/2021 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S02) Výpočetní metody a HPC K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2019/2020 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S01) Aplikovaná matematika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2019/2020 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S02) Výpočetní metody a HPC P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2019/2020 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S01) Aplikovaná matematika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2019/2020 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S02) Výpočetní metody a HPC K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2019/2020 (N0688A140014) Průmysl 4.0 P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu B stu. plán
2018/2019 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku

Hodnocení Výuky



2024/2025 zimní
2023/2024 zimní
2022/2023 zimní
2021/2022 zimní
2020/2021 zimní
2019/2020 zimní
2017/2018 zimní
2016/2017 zimní
2015/2016 zimní