Görüntü İşleme Ders Notları
Dersin ilk üç haftasının slaytlarından derlenmiş Türkçe notlar. Formüller, çözümlü örnekler ve tarayıcıda çalışan etkileşimli demolar eklendi. Ders İngilizce yürütüldüğü için teknik terimlerin İngilizce karşılıkları parantez içinde verildi.
Giriş ve dijital görüntünün temelleri
- Dijital görüntü ve görüntü işleme kavramları
- Tarihçe, EM spektrum, uygulama alanları
- Görüntü işlemenin temel aşamaları
- İnsan görme sistemi ve görsel psikofizik
- Görüntü gösterimi, dosya formatları
- MATLAB ile dijital görüntüler
Görüntü elde etme, örnekleme, renk ve geometri
- Görüntü oluşumu, sensörler, CCD
- Örnekleme, nicemleme, çözünürlük
- Nyquist, örtüşme (aliasing), interpolasyon
- Piksel ilişkileri, uzaklıklar, aritmetik/mantık işlemleri
- Renk temelleri ve renk modelleri
- Geometrik dönüşümler ve bükmeler
Nokta işlemleri ve histogram işleme
- Görüntü iyileştirme kavramı, uzamsal alan
- Negatif, eşikleme, log ve gamma dönüşümleri
- Kontrast germe, parlaklık/kontrast ayarı
- Gri seviye ve bit düzlemi dilimleme
- Histogram eşitleme ve eşleme
- Yerel histogram işleme
Ders hakkında
Ders, dijital görüntünün elde edilmesi, gösterimi, saklanması, iletilmesi ve anlaşılması konularının kuramını ve uygulamalarını işler. Başlıca konular: görüntü elde etme ve dijital gösterim, iyileştirme, onarım, sıkıştırma, bölütleme, morfolojik işleme, renkli görüntü işleme; zaman kalırsa çok çözünürlüklü (wavelet) işleme.
| Önkoşul | Kalkülüs, lineer cebir, istatistik, sinyal işleme ve MATLAB programlama bilgisi |
|---|---|
| Ofis saati | Perşembe 13:30–14:30, Oda 5109 (giriş slaytında 13:30–15:30 yazıyor, güncel syllabus'ta 14:30) |
| Materyal | Ninova ve ders bulut klasörü |
| Ders kitabı | R. C. Gonzalez, R. E. Woods, Digital Image Processing, 3. baskı, Prentice Hall, 2008 |
| Yardımcı kaynaklar | C. Solomon, T. Breckon, Fundamentals of Digital Image Processing, Wiley-Blackwell, 2010 (MATLAB alıştırmaları için ana kaynak) Gonzalez, Woods, Eddins, Digital Image Processing Using MATLAB, 2. baskı, 2009 |
| Ödevler | Teslim saati, dersin başlangıcıdır. Önceden izin alınmadan süre uzatılmaz, geç ödev kabul edilmez. |
Notlandırma
İlk dilim: ödevler ve quizler (%15).
- Vize sınavına girmek,
- Proje ilerleme raporunu belirlenen tarihe kadar yüklemek gerekir.
Proje sunumlarına katılım zorunludur. Kopya veya intihal tespit edilen ödev/rapor/sınav sıfır alır.
Dönem projesi
IEEE Transactions on Image Processing veya başka saygın bir dergiden bir makale seçilir. Makaledeki problem iyice anlaşılır ve önerilen yöntem (tercihen MATLAB'de) gerçeklenir. Her öğrenci farklı bir makale üzerinde çalışır, bu yüzden seçiminizi erkenden bildirin.
Konu (makale) seçimi hocayla kesinleştirilmiş olmalı.
Proje önerisi: planlanan içeriği anlatan 1 sayfa.
İlerleme raporu: en az 3 sayfa, o ana kadar yapılanlar. Aynı hafta vize sınavı var.
Proje sunumları.
Final raporu: problemin kendi cümlelerinizle anlatımı, yapılan çalışma, gerçekleme sırasında karşılaşılan sorunlar ve yazdığınız MATLAB kodu.
Giriş slaytında öneri için 5. hafta, ilerleme raporu için “en fazla üç sayfa” yazıyor. Güncel 2026 syllabus'unda ise 4. hafta ve “en az üç sayfa” var. Syllabus'u esas almanız, emin değilseniz hocaya sormanız iyi olur.
14 haftalık plan
| Hafta | Kitap | Konular |
|---|---|---|
| 1 | Böl. 1, 2 | Dijital görüntü işlemeye giriş, insan görme sistemi ve görsel psikofizik, MATLAB ile görüntü işleme |
| 2 | Böl. 2, 6.1–6.2 | Görüntü elde etme, kamera, örnekleme kuramı, yeniden boyutlandırma, renk temelleri, renk modelleri, geometrik dönüşümler |
| 3 | Böl. 3.1–3.3 | Proje konusunun kesinleşmesi. Piksel işlemleri, histogram işleme, kontrast ve parlaklık ayarı |
| 4 | Böl. 3.4–3.7 | Proje önerisi teslimi. Aritmetik/mantık işlemleri, uzamsal filtreleme, kontrast iyileştirme, kenar keskinleştirme |
| 5 | Böl. 4 | 2B Fourier dönüşümü, frekans alanında işleme |
| 6 | Böl. 5 | Görüntü onarımı: gürültü giderme, bulanıklık giderme, ters evrişim |
| 7–8 | Böl. 5, 6.1–6.5 | Görüntü onarımı, renkli görüntü işleme |
| 9 | Böl. 10.1–10.4 | Vize sınavı. İlerleme raporu teslimi |
| 10 | Böl. 9.1–9.5 | Morfolojik görüntü işleme |
| 11 | Böl. 8 | Bilgi kuramının temelleri, kayıpsız ve kayıplı kodlama |
| 12 | Böl. 8 | JPEG ve MPEG standartları, wavelet dönüşümleri |
| 13 | Proje sunumları | |
| 14 | Final raporu teslimi, sunumlar, genel tekrar |
Notlar nasıl okunur
Kavramın kesin tanımı. Sınavda doğrudan sorulabilir.
Konunun özü veya sık karıştırılan bir nokta.
Klasik soru tipleri ve hesap kalıpları.
Adım adım hesap. Çoğu slayttaki örneklerden alındı.
Slayttaki olası bir hata veya kaynaklar arası çelişki.
Slaytlarda olmayan, ders kitabından eklenen tamamlayıcı bilgi.
Formüller KaTeX ile çizilir ve ilk açılışta internet bağlantısı ister. Etkileşimli demolar ise tamamen çevrimdışı çalışır. Sağ üstteki düğme açık/koyu temayı değiştirir.
Terimler sözlüğü (TR → EN)
| Türkçe | İngilizce | Kısaca | Hafta |
|---|---|---|---|
| dijital görüntü | digital image | x, y ve f(x,y) değerlerinin hepsi sonlu ve ayrık olan görüntü | 1 |
| piksel | pixel (picture element) | Konumu ve değeri olan görüntü öğesi | 1 |
| gri seviye, yoğunluk | gray level, intensity | Bir noktadaki f(x,y) genliği | 1 |
| dinamik aralık | dynamic range | En yüksek yoğunluğun en düşüğe oranı | 1 |
| kontrast | contrast | En yüksek ve en düşük yoğunluk arasındaki fark | 1 |
| ikili görüntü | binary image | Piksel başına 1 bit: 0 siyah, 1 beyaz | 1 |
| indeksli görüntü | indexed / colormapped image | Piksel değeri renk tablosunda bir satırı gösterir (GIF) | 1 |
| gerçek renk | truecolor (RGB) | Her piksel bir [R G B] vektörü | 1 |
| voksel | voxel (volume element) | 3B görüntünün öğesi | 1 |
| iyileştirme | enhancement | Görüntüyü daha kullanışlı/hoş hale getirmek (öznel) | 1, 3 |
| onarım | restoration | Bozulma modeline dayanarak görüntüyü düzeltmek (nesnel) | 1 |
| bölütleme | segmentation | Görüntüyü bileşen nesnelere/bölgelere ayırmak | 1 |
| yarım ton | halftoning | Sürekli tonu nokta boyutu/şekli/aralığıyla taklit etmek | 1 |
| sahte renklendirme | pseudocolor | Gri seviyelere yapay renk atamak | 1 |
| koni, çubuk hücre | cones, rods | Renk/ayrıntı (parlak ışık) ve düşük ışık algılayıcıları | 1 |
| parlaklık uyumu | brightness adaptation | Gözün çalışma noktasını ışık düzeyine göre kaydırması | 1 |
| Weber oranı | Weber ratio | ΔIc/I; küçükse ayırt etme iyidir | 1 |
| Mach bantları | Mach bands | Kenar yakınında algılanan aşma/alt-aşma | 1 |
| eşzamanlı kontrast | simultaneous contrast | Algılanan parlaklığın arka plana bağlı olması | 1 |
| aydınlatma, yansıtma | illumination, reflectance | f(x,y) = i(x,y)·r(x,y) | 1 |
| örnekleme | sampling | Koordinatların sayısallaştırılması | 2 |
| nicemleme | quantization | Genliğin (yoğunluğun) sayısallaştırılması | 2 |
| uzamsal çözünürlük | spatial resolution | Ayırt edilebilen en küçük ayrıntı (dpi, çizgi çifti/birim) | 2 |
| yoğunluk çözünürlüğü | intensity level resolution | Kullanılan gri seviye sayısı (bit/piksel) | 2 |
| yanlış konturlama | false contouring | Az gri seviyede düzgün bölgelerde beliren yapay kontur çizgileri | 2 |
| örtüşme | aliasing | Yetersiz örneklemeyle ortaya çıkan, aslında olmayan frekanslar | 2 |
| Moiré deseni | Moiré pattern | Örtüşmenin görünür bir örneği | 2 |
| ara değerleme | interpolation | Bilinen değerlerden bilinmeyen konumları kestirmek | 2 |
| en yakın komşu, çift doğrusal, çift kübik | nearest neighbor, bilinear, bicubic | 1, 4 ve 16 komşu kullanan interpolasyon yöntemleri | 2 |
| alt örnekleme | subsampling | Satır/sütun atarak küçültme | 2 |
| komşuluk | neighbors (N4, ND, N8) | Yatay-dikey, köşegen ve 8-komşular | 2 |
| bitişiklik | adjacency (4-, 8-, m-) | Komşu ve V kümesinde değer taşıyan pikseller | 2 |
| yol, bağlı bileşen | path, connected component | Bitişik pikseller dizisi; birbirine bağlı piksellerin kümesi | 2 |
| bölge, sınır, kenar | region, boundary, edge | Bağlı küme; bölgenin dış hattı; yerel yoğunluk süreksizliği | 2 |
| şehir-blok, satranç tahtası uzaklığı | city-block (D4), chessboard (D8) distance | |x−s|+|y−t| ve max(|x−s|,|y−t|) | 2 |
| ton, doygunluk, değer | hue, saturation, value | Rengin türü, saflığı, parlaklığı | 2 |
| toplamsal, çıkarmalı renk | additive, subtractive color | Işık karışımı (RGB), mürekkep karışımı (CMY) | 2 |
| parlaklık, renklilik | luminance, chrominance | Y bileşeni; ton ve doygunluk bilgisi (U, V) | 2 |
| öteleme, ölçekleme, döndürme, kayma | translation, scaling, rotation, shear | Temel 2B geometrik dönüşümler | 2 |
| homojen koordinatlar | homogeneous coordinates | (x, y) → (xw, yw, w); ötelemeyi matris çarpımı yapar | 2 |
| afin, izdüşümsel dönüşüm | affine, projective transformation | 6 ve 8 parametreli dönüşümler | 2 |
| ters eşleme | inverse mapping | Çıkış pikselinden kaynağa gidip değer okumak | 2 |
| bükme | warping | Doğrusal olmayan geometrik dönüşüm (twirl, ripple, spherical) | 2 |
| nokta işlemi | point processing | s = T(r): çıkış yalnızca aynı pikselin değerine bağlı | 3 |
| arama tablosu | lookup table (LUT) | T(r)'nin her r için önceden hesaplanmış tablosu | 3 |
| negatif | negative | s = L − 1 − r | 3 |
| eşikleme | thresholding | r eşikten büyükse 1, değilse 0 | 3 |
| log dönüşümü | log transformation | s = c·log(1 + r) | 3 |
| üs (gamma) dönüşümü | power-law (gamma) transformation | s = c·rγ | 3 |
| gamma düzeltmesi | gamma correction | Ekranın doğrusal olmayan tepkisini s = r1/γ ile dengelemek | 3 |
| kontrast germe | contrast stretching | Gri seviye aralığını genişleten parçalı doğrusal dönüşüm | 3 |
| gri seviye dilimleme | gray-level slicing | Belirli bir gri seviye aralığını vurgulamak | 3 |
| bit düzlemi dilimleme | bit-plane slicing | Görüntüyü 8 adet 1-bitlik düzleme ayırmak | 3 |
| normalize histogram | normalized histogram | p(rk) = nk/MN; olasılık kütle fonksiyonu kestirimi | 3 |
| birikimli dağılım fonksiyonu | cumulative distribution function (CDF) | Histogram eşitlemenin dönüşüm fonksiyonu | 3 |
| histogram eşitleme | histogram equalization | Çıkış histogramını yaklaşık düzgün yapan dönüşüm | 3 |
| histogram eşleme | histogram matching (specification) | Çıkışın belirli bir histogram şekline sahip olmasını sağlamak | 3 |
| yerel iyileştirme | local enhancement | Komşuluk histogramıyla piksel piksel dönüşüm | 3 |