TIES411 - Harjoitustyöt

Harjoitustyön tekeminen

Yleistä

Kurssin suorittaminen edellyttää harjoitustyön tekemistä ja raportin kirjoittamista. Harjoitustyössä ratkaistaan konkreettinen konenäköongelma käyttäen Haskell-työkaluja ja OpenCV 2.3 -konenäkökirjastoa. Haskell-taitoja ei edellytetä, ja riittävät taidot opitaan kurssin aikana.

HUOM: Voit toki käyttää sinulle tutumpia työkaluja, kuten Java-pohjaista ImageJ:tä, Matlabia, tai OpenCV-kirjastoa suoraan C/C++ tai Python rajapintojen kautta. Kurssin ohjaajat eivät kuitenkaan ehdi perehtymään näihin työkaluihin ja opastus niiden käyttöön voi jäädä hieman köyhäksi.

Aiheet vaikuttavat vaativilta, mutta niissä on tarkoitus hyödyntää OpenCV-kirjaston valmiita toteutuksia algoritmeista. Useimpia algoritmejä ei tarvitse kirjoittaa itse, mutta niitä täytyy osata käyttää oikein, valita sopivat parametrit, ja yhdistää toisiinsa valmiin menetelmän toteuttamiseksi.

OpenCV:tä voi käyttää moniin mielenkiintoisiin kuvankäsittelytehtäviin, ja opiskelijoita rohkaistaan tekemään runsaasti kokeiluja. Varsinaisen harjoitustyön on tarkoitus toteuttaa konenäkömenetelmä johonkin laitoksen tutkimukseen liittyvään, oikeaan projektiin.

Katso myös harjoitustyöraportin mallipohja ennen kirjoitustyöhön ryhtymistä.

1. Mikroskooppisten eläinten morfologiset vauriot

Kuva
Chironomus-toukan hammasrivistö

Chironomus-toukan hammasrivistö

Ryhmät

Alex Saliniemi ja Johan Nysten ja Marko Malinen

Aiheen kuvaus

Biologisia näytteitä käytetään esimerkiksi ympäristön kuormituksen mittauksessa. Mikäli tämän toukan suu-osat muuttuvat epämuodostuneiksi, on sen elintilassa ympäristömyrkkyjä. Analyysiä nopeuttamaan tarvi-ohjelma, joka laskee Chironomuksen hampaat annetusta kuvasta ja esittää lukeman sekä lasketut hampaat tuloskuvassa.

Arviointi
Datajoukko

Chironomus kuvajoukko

2. Kalavideoiden analysointi

Kuva
Onko tämä lohi?

Onko tämä lohi?

Ryhmä

Jan Hänninen

Aiheen kuvaus

Ihmisen toimet kuormittavat luontoa myös Tenojoella. Jokia padotaan energian tuotantoon ja ympäristön muutokset sekä liikakalastus rasittavat kalakantoja. Jotta erilaisten ympäristönsuojelullisten toimenpiteiden, kuten kalateiden rakentamisen vaikutus voitaisiin mitata, on tärkeä tietää kuinka paljon kaloja, erityisesti lohia, nousee jokia ylös.

Tätä varten jokiin asetetaan kameroita, joilla kuvataan jokea koko sulan kauden verran. Videomateriaalia kertyy yllättävän suuri määrä ja nykyisin kalat lasketaan niistä täysin käsityönä. Toisinsanoen, joku katsoo pikakelauksella usean kuukauden ajan mustavalkovideota joenpohjasta joka talvi.

Saatko helpotettua tätä tehtävää?

Datajoukko

Lohivideot

Arviointi

3. Liikuntamäärän analysointi

Kuva
Lapsia pelaamassa sählyä

Lapsia pelaamassa sählyä

Ryhmä

Onni Kyrö

Aiheen kuvaus

Kuinka monta metriä peruskoululainen juoksee yhden sählypelin aikana? Liikkuvien ryhmien liikemäärien tutkitaan Liikuntatieteiden laitoksella ja nykyiset seurantamenetelmät ovat hitaita ja vaativat runsaasti käsityötä.

Tässä harjoituksessa tarkastellaan yksinkertaistettua tilannetta, jossa liikkuminen tapahtuu salissa, jossa ei ole muita häiriötekijöitä ja tarkoitus on yksinkertaisesti etsiä oppilaiden liikeradat videokuvasta ja esittää ne pelinkentän koordinaateissa ja metreinä per sekunti.

Verrokkiaineistona on oppilaisiin kiinnitetyt kiihtyvyysanturit.

Arviointi
Datajoukko

[Liikuntavideot]

4. Miehittämättömästä lentokoneesta kuvatun spektrikuvan yhdistäminen

Kuva
Spektrikuva

Spektrikuva

Ryhmä

Ville Mäkynen

Aiheen kuvaus

Tietotekniikan laitos on osallisena projekteissa, joissa keksitään hyötykäyttöä VTT:n prototyyppispektrikameralle. Perinteinen digitaalinen valokuva, esimerkiksi RGB, koostuu kolmesta eri taajuudella otetulla otetusta valokuvasta. Sopivasti kuvia sekoittamalla saadaan aikaiseksi värivalokuva. Hyperspektrikuva koostuu 5 - 5000 tuhannesta eritaajuudella otetusta valokuvasta, kun eritaajuuksilla otetut harmaasävykuvat ovat kohdillaan saadaan aikaiseksi datakuutio, jossa yhden kuvapikselin läpileikkaus kuution läpi muodostaa kyseiselle pikselille spektrin. Sovelluskohteena voi olla jonkinlaisen poikkeman tunnistaminen tai vaikka kasvitautien kartoittaminen metsässä, Jotta tämä onnistuisi, lennokin ottamista sadoista kuvista pitäisi kuitenkin muodostaa yhtenäinen kuvakartta..

Datajoukko : Kevyen UAV spektrikameralennokin ylilento Mattilanniemestä

Arviointi

5. Kirjainten tunnistaminen valokuvista

Kuva
Tekstiä valokuvassa

Tekstiä valokuvassa

Ryhmä

ei valittu

Aiheen kuvaus

Onko valokuvassa tekstiä, kirjaimia tai muita merkkejä jossakin kohdassa? Missä kohdassa teksti on, ja mitä merkkejä siinä on? Tässä harjoituksessa perehdytään menetelmiin, joilla voidaan löytää kuvasta alueita joissa todennäköisesti on tekstiä. Samoin pyritään löytämään menetelmiä, joilla voidaan tunnistaa tekstissä olevia kirjaimia tai muita merkkejä. Näitä menetelmiä voidaan hyödyntää esimerkiksi augmented reality -tyyppisissä sovelluksissa.

Arviointi
Datajoukko

Kerätään netistä tai itse kuvaamalla valokuvia joissa näkyy tekstiä

Muita aiheita