計算機圖形圖像處理

計算機科學(xué)/電子工程

項目背景

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，計算與數(shù)據(jù)處理成本的降低，數(shù)字圖像分析正迅速成為工程領(lǐng)域的重要應(yīng)用。圖像是迄今為止人類最高效的交流方式。從工業(yè)到醫(yī)療行業(yè)，不論是公共還是私人網(wǎng)絡(luò)上，都有大量分布式圖像和視頻數(shù)據(jù)庫。因而，掌握提取相關(guān)信息的技術(shù)在現(xiàn)在和未來都至關(guān)重要。

數(shù)字圖像處理 (Digital Image Processing) 是通過計算機對圖像進行降噪、增強、復(fù)原、分割、提取特征等處理的方法和技術(shù)。

圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域涉及到人類生活和工作的方方面面。隨著人類活動范圍的不斷擴大，圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域也將隨之不斷擴大。圖像處理目前常應(yīng)用于航天航空、生物醫(yī)學(xué)工程、通信工程、工業(yè)工程、軍事、機器人視覺、視頻與多媒體、科學(xué)可視化等方面。

學(xué)生將在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，學(xué)習(xí)空間和頻域數(shù)字圖像處理基本原理、圖像壓縮和圖像分割技術(shù)；區(qū)分1-D和2-D信號；了解如何挖掘圖像特征，分析數(shù)字圖像，識別場景中的對象和其他信息。

項目介紹

學(xué)生將使用Matlab，基于給定的數(shù)據(jù)庫，編寫一個完整程序，完成對數(shù)據(jù)庫中圖像特征的挖掘。例如使用自己的相機拍攝城市景觀或使用細胞或組織結(jié)構(gòu)的醫(yī)學(xué)圖像，并使用分割技術(shù)來分析它們，挖掘圖像特征。最終學(xué)生將進行小組答辯，匯報項目成果，獲得老師點評，并完成一份學(xué)術(shù)報告。

適合人群

大學(xué)生

電子工程、軟件工程、計算機等專業(yè)方向的學(xué)生。項目希望學(xué)生具備微積分、微分方程和線性代數(shù)等基礎(chǔ)數(shù)學(xué)知識。有Matlab或Python編程基礎(chǔ)和有關(guān)圖像處理項目經(jīng)驗者優(yōu)先

導(dǎo)師介紹

哈佛大學(xué)研究員

Munib導(dǎo)師于2007年起在哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院 (School of Engineering and Applied Sciences, SEAS) 任教，主要從事圖形圖像處理的研究，以及博士生及碩士生的教學(xué)和指導(dǎo)工作。

導(dǎo)師及其團隊開發(fā)了基于硅納米結(jié)構(gòu)的光電器，并且提出了光譜調(diào)諧圖片探測器的新概念，獲得60多項美國專利和133多項應(yīng)用，在圖像處理和半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域榮獲18項授權(quán)專利。導(dǎo)師在麻省理工學(xué)院（MIT）獲得博士、碩士與學(xué)士學(xué)位。

任職學(xué)校

哈佛大學(xué)（Harvard University）始建于1636年，是一所享譽世界的私立研究型大學(xué)，也是常春藤盟校成員。哈佛大學(xué)在學(xué)術(shù)界享有崇高的地位，并且在世界范圍內(nèi)具有廣泛的社會影響力。哈佛大學(xué)孕育了8位美國總統(tǒng)，158位諾貝爾獎獲得者（世界第一）和18位菲爾茲獎得主（世界第一），在2019/2020年U.S.News世界大學(xué)排名中位列第一，2018年QS世界大學(xué)計算機科學(xué)以及電子工程專業(yè)排名位列第六。

項目大綱

數(shù)字圖像的取樣與量化 Imaging Modalities; Key topics in Digital Image Processing, a survey; Examples of Applications, a survey; The Human Visual System; Sampling and Quantization and Aliasing

圖像去噪 Point Operations; Upsizing Images; Image Enhancement, Noise reduction and image Restoration; Arithmetic and Logical Operations on Digital Images; Spatial Domain Filtering

DCT與圖像壓縮 Fourier Series; Frequency Domain Image Processing; Alias free down-sampling; DCT and its properties; JPEG Image Compression

圖像分隔技術(shù) Digital Image Segmentation; Edge Detection Algorithms; Hough Transform; Otsu’s Method; Interactive Image Segmentation

數(shù)字圖像理論與技術(shù)小結(jié) Conclusion

項目回顧與成果展示 Program Review and Presentation

論文輔導(dǎo) Project Deliverables Tutoring

時間安排與收獲

7周在線小組科研學(xué)習(xí)+5周論文輔導(dǎo)學(xué)習(xí) 共125課時

學(xué)術(shù)報告

優(yōu)秀學(xué)員獲主導(dǎo)師Reference Letter

EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等級別索引國際會議全文投遞與發(fā)表（可用于申請）

結(jié)業(yè)證書

成績單