Wydział Informatyki
Kierunek studiów Informatyka Poziom i forma studiów drugiego stopnia niestacjonarne
Specjalność / Ścieżka dyplomowania Systemy Inteligentne Profil kształcenia ogólnoakademicki
Nazwa przedmiotu Przetwarzanie obrazów w biometrii Kod przedmiotu INZ2APB
Rodzaj przedmiotu obowiązkowy
Forma zajęć i liczba godzin W Ć L P Ps T S Semestr 2
10 10 10 Punkty ECTS 4
Przedmioty wprowadzające
Cele przedmiotu

W ramach przedmiotu studenci zostaną zaznajomieni z podstawami analizy i przetwarzania obrazów oraz z technikami przetwarzania wstępnego, segmentacji, ekstrakcji cech oraz klasyfikacji w celu rozpoznawania obiektów. Ponadto, poznają oni podstawowe algorytmy weryfikacji i identyfikacji tożsamości człowieka oraz zastosowań systemów biometrycznych. Studenci przeprowadzą również testowanie gotowych do użycia algorytmów biometrycznych zaimplementowanych w środowisku rzeczywistości rozszerzonej oraz wirtualnej.

Treści programowe

Wykład:
1. Podstawy i techniki analizy i przetwarzania obrazów w celu rozpoznawania obiektów.
2. Wstępne przetwarzanie obrazu.
3. Biometria a systemy biometryczne.
4. Cechy biometryczne jako klucz dostępu.
5. Metody ścieniania obrazów.
6. Metody segmentacji obrazów i znajdowanie obiektów (np. twarzy) na obrazach.
7. Metody selekcji i ekstrakcji cech biometrycznych fizjologiczne i behawioralne znaczących przy klasyfikacji.
8. Sposoby opisu i reprezentacji obrazu oraz jego reprezentacji w celu rozpoznawania.
9. Identyfikacja i weryfikacja człowieka.
10. Przykłady zastosowań systemów biometrycznych.
11. Metody przygotowania obrazu biometrycznego do klasyfikacji i rozpoznawania.
12. Przykładowe pomiary fizyczne, behawioralne i emocjonalne.

Pracownia specjalistyczna:
1. Implementacja metod przetwarzania i analizy obrazów.
2. Implementacja metod poprawiających jakość obrazu.
3. Implementacja metod ścieniania obrazów (K3M, KMM, Zhanga).
4. Implementacja metod segmentacji obrazów oraz wykorzystanie jej w rozpoznawaniu obiektów.
5. Implementacja autorskiego systemu biometrycznego wykorzystującego cechy fizyczne, behawioralne i hybrydowe.
6. Opracowanie multimodalnego systemu biometrycznego wykorzystującego sztuczną inteligencję.
7. Przetestowanie aktualnie istniejących rozwiązań biometrycznych, wykorzystujących techniki rzeczywistości rozszerzonej (AR) oraz wirtualnej (VR).
8. Analiza bibliotek i programów pozwalających na powiązanie biometrii oraz technik AR, VR.

Pracownia projektowa:
1. Opracowanie i implementacja algorytmów biometrycznych oraz ich prezentacja i obrona.

Metody dydaktyczne

programowanie z użyciem komputera,   wykład informacyjny,   ćwiczenia przedmiotowe,  

Forma zaliczenia

Wykład - egzamin pisemny.
Pracownia specjalistyczna - zadania wprowadzające wykonywane na zajęciach pracowni specjalistycznej.
Pracownia projektowa - projekt systemu biometrycznego realizowany na zajęciach pracowni projektowej.

Symbol efektu uczenia się Zakładane efekty uczenia się Odniesienie do kierunkowych efektów uczenia się
EU1 zna i potrafi wykorzystać techniki wstępnego przetwarzania obrazów INF2_W03
INF2_W06
INF2_U04
EU2 zna i potrafi wykorzystać techniki segmentacji obrazów INF2_W03
INF2_W06
INF2_U04
EU3 zna i potrafi wykorzystać metody selekcji i ekstrakcji cech w analizie obrazów INF2_W07
INF2_U03
INF2_U09
EU4 zna i potrafi wykorzystać podstawowe algorytmy weryfikacji i identyfikacji tożsamości człowieka na podstawie cech biometrycznych INF2_W07
INF2_U03
INF2_U09
EU5 potrafi samodzielnie wykonać testowanie algorytmów biometrycznych, w tym również tych, które są zaimplementowane w środowisku rzeczywistości rozszerzonej oraz wirtualnej; potrafi krytycznie dokonać oceny jakości algorytmów napisanych w środowisku AR, VR INF2_W02
INF2_W05
INF2_W06
INF2_U02
INF2_U03
INF2_U06
INF2_U11
INF2_K04
Symbol efektu uczenia się Sposób weryfikacji efektu uczenia się Forma zajęć na której zachodzi weryfikacja
EU1 egzamin pisemny, zadania wprowadzające wykonywane na zajęciach pracowni specjalistycznej, projekt systemu biometrycznego realizowany na zajęciach pracowni projektowej W, Ps, P
EU2 egzamin pisemny, zadania wprowadzające wykonywane na zajęciach pracowni specjalistycznej, projekt systemu biometrycznego realizowany na zajęciach pracowni projektowej W, Ps, P
EU3 egzamin pisemny, zadania wprowadzające wykonywane na zajęciach pracowni specjalistycznej, projekt systemu biometrycznego realizowany na zajęciach pracowni projektowej W, Ps, P
EU4 egzamin pisemny, zadania wprowadzające wykonywane na zajęciach pracowni specjalistycznej, projekt systemu biometrycznego realizowany na zajęciach pracowni projektowej W, Ps, P
EU5 zadania wprowadzające wykonywane na zajęciach pracowni specjalistycznej Ps
Bilans nakładu pracy studenta (w godzinach) Liczba godz.
Wyliczenie
1 - Udział w wykładach - 10x1h 10
2 - Udział w pracowni specjalistycznej - 10x1h 10
3 - Uczestnictwo w zajęciach pracowni projektowej - 10x1h 10
4 - Realizacja projektów i prac domowych 50
5 - Przygotowanie do zajęć z pracowni specjalistycznej 10
6 - Udział w konsultacjach 2
7 - Przygotowanie do zaliczenia 8
RAZEM: 100
Wskaźniki ilościowe GODZINY ECTS
Nakład pracy studenta związany z zajęciami wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela 32
(1)+(2)+(3)+(6)
1.3
Nakład pracy studenta związany z zajęciami o charakterze praktycznym 80
(5)+(2)+(3)+(4)
3.2
Literatura podstawowa

1. K. Saeed, Image Analysis for Object Recognition, Białystok University of Technology Press, 2004.
2. W. Malina, M. Smiatacz, Cyfrowe przetwarzanie obrazów, EXIT, 2008.
3. Wilhelm Burger, Mark J. Burge, Digital Image Processing: An Algorithmic Introduction Using Java. Springer, 2016.

Literatura uzupełniająca

1. Andreas Antoniou, Digital Signal Processing. Prentice Hall, 2016.
2. R. S. Choraś, Komputerowa wizja: Metody interpretacji i identyfikacja obiektów. Problemy współczesnej nauki, teoria i zastosowania, informatyka, Akademicka Oficyna Wydawniczna EXIT, 2005.
3. R. Tadeusiewicz, P. Korohoda, Komputerowa analiza i przetwarzanie obrazów, Społeczeństwo globalnej informacji, Wydawnictwo fundacji postępu Telekomunikacji, 1997.

Jednostka realizująca Katedra Mediów Cyfrowych i Grafiki Komputerowej Data opracowania programu
Program opracował(a) prof. dr hab. inż. Khalid Saeed 2020.05.22