2020年度後期

科目名 コンピュータグラフィックスI
大学 広島市立大学
担当者 宮崎大輔
宮崎担当分 1.5時間×15回
履修対象 システム工学科 ２年
必修・選択 選択
履修時間 後期 火２
概要 （授業形態：講義．※各回とも，講義をおこなったのち，演習をおこなう．）
コンピュータグラフィックスの基本的な原理と知識を講義する．また，演習課題も課す．コンピュータグラフィックスの計算問題に取り組むことで，コンピュータグラフィックス技術の習得と，コンピュータグラフィックスに必要な線形代数の能力の強化をおこなう．
科目の到達目標 ・コンピュータグラフィックスの知識の基礎を身に付け，演習を通してそれを応用するための技術を学ぶ．
・座標変換の演習を通じて，特定の分野（CG分野）における線形代数の知識・技術の応用方法を学び，数学の基礎力を向上させることで，様々な応用分野に活用できる数学能力を身に付ける．
・コンピュータグラフィックスのアルゴリズムを演習を通して真に理解し，アルゴリズムの本質を理解することでその応用にも対応できる柔軟な思考力を身に付ける．
受講要件 特に設けないが，線形代数を履修し，行列演算が出来る必要があるので，復習しておくこと．
事前・事後学修の内容 事前・事後学修のためのプリントを配布する．
講義内容
  1. コンピュータグラフィックスの概要
  2. デジタル画像の表現
  3. ２次元座標変換
  4. ３次元座標変換
  5. 投影変換
  6. Zバッファ法
  7. 中間まとめ
  8. 曲線
  9. CSG表現とメタボール
  10. 拡散反射と鏡面反射
  11. レイトレーシング法
  12. テクスチャマッピング
  13. 総合演習
  14. 文書執筆演習
  15. CG演習

※上記とは別に期末試験を実施する．
教科書等
教科書
講義資料を配付する
参考書
コンピュータグラフィックス，CG-ARTS協会発行
魏大名・先田和弘・R.Durikovic・向井信彦・C.Vilbrandt著，IT Text コンピュータグラフィックス，オーム社
科目名 画像応用数学特論
Applied Mathematics and Image Processing
大学 広島市立大学
担当者 宮崎大輔
宮崎担当分 1.5時間×15回
履修対象 知能工学専攻 博士前期課程 １・２年
必修・選択 選択，＊印なし
履修時間 後期 木３
概要 画像処理に応用される数学を解説する．未校正照度差ステレオ法の事例を通して，画像処理において線形代数を活用するための数学の知識を増やすことを目的とする．また，プログラミング演習課題に取り組み，画像処理プログラミングのための問題解決能力を養う．
授業では，数学の導出や証明を省略し，実装方法を中心に分かりやすく解説する．実際に受講生が実装できるようにアルゴリズムを具体的かつ詳細に説明する．一見すると難しく感じる理論でも，実際には簡単にプログラム作成できるという経験を経ることで受講生の自信につなげ，数学に対する苦手意識を払拭する．
科目の到達目標 ・線形代数の応用として画像処理のアルゴリズムを学ぶことで，他の様々な分野にも応用可能な基礎的な数学能力を向上させる．
・実際に実装することで，数学に対する理解を深め，数学の知識・技術を他の応用に活用する応用力を身に付ける．
・難しいアルゴリズムを実際に実装することで，難しいアルゴリズムや数学に対する苦手意識をなくし，自信を身に付ける．
受講要件 課題プログラムの実装にあたっては，基本的なプログラミング技術を有していることを前提として出題する．
事前・事後学修の内容 　授業時間外もプログラミング演習課題に取り組む．
講義内容
  1.  画像処理とプログラミング
  2.  線形代数と主成分分析
  3. 未校正照度差ステレオ法とベクトルの正規化
  4. 未校正照度差ステレオ法とベクトルの内積
  5. 未校正照度差ステレオ法と逆行列
  6. 未校正照度差ステレオ法と擬似逆行列
  7. 未校正照度差ステレオ法と特異値分解
  8. 未校正照度差ステレオ法と対称行列
  9. 未校正照度差ステレオ法と直交行列
  10. 未校正照度差ステレオ法とポアソン方程式
  11.  未校正照度差ステレオ法と正規直交基底
  12. 中間まとめ
  13. コンピュータビジョンと主成分分析
  14. コンピュータビジョンと連立線形方程式
  15. コンピュータビジョンと零空間
教科書等
教科書
特になし．講義資料を適宜配付する．
参考書
ディジタル画像処理，CG-ARTS協会
科目名 知能工学実験II
大学 広島市立大学
担当者 宮崎大輔，馬場雅志，黒木進，鈴木祐介
宮崎担当分 1.5時間×3コマ×7.5回（2人）
履修対象 知能工学科 学部学生 ３年
必修・選択 必修
履修時間 後期 水３・４・５
科目名 画像情報処理
大学 広島市立大学
担当者 古川亮，宮崎大輔
宮崎担当分 1.5時間×15回（未定）
履修対象 知能工学科 学部学生 ３年
必修・選択 選択
履修時間 後期 金２
概要 画像処理に関する基礎的な技術を基礎から幅広く講義し，画像・映像の入力や処理，認識についてより深く学び，研究するための基礎を築く．
科目の到達目標 画像処理技術は特定の理論に基づいた単一の技術ではなく，様々な目的を達成するために多様な手法が組み合わされて構成されている．したがって学ぶべき事項も数多くあるが，むやみに高度な内容に深入りすることなく画像処理技術全体の概観が得られるよう，受講生がセンサから基礎的な画像処理，応用までの各分野をバランスよく習得することを到達目標とする．
受講要件 特になし．
事前・事後学修の内容 デジタル技術の進展によりテレビがデジタル放送に移行するなど，様々な分野に画像処理技術が進出し高度化してきている．もちろんデジタルカメラや携帯電話など，日頃我々が利用している機器でもカメラ画像の情報処理が行われ，新たな機能がどんどん付加されてきている．画像処理を遠い世界の難しい理論と考えず身近なものととらえ，それらの機器がどのような仕組みで動作しているのかなどについて疑問を持ち，また，近年の動向をインターネット等で調べるなどの事前・事後学修に取り組んで欲しい．
講義内容
  1.  画像処理とはなにか（パターンと記号）
  2. カメラの概要と歴史
  3. レンズの基礎１（レンズの画角と明るさ）
  4. レンズの基礎２（ピントとぼけ）
  5. 画像センサ（撮像素子の種類と性質）
  6. 画像のデータ表現
  7. ２値画像処理（二値化，膨張・収縮，ラベリング，オイラー数）
  8. 濃淡画像処理（たたみ込みフィルタ演算）
  9. ３次元計測（奥行き計測，形状計測）の概要
  10. カメラの幾何学１（ステレオカメラとエピポーラ幾何）
  11. カメラの幾何学２（カメラパラメータ行列とその較正）
  12. 人間の視覚と光の関係（波長，色覚，色空間と色度）
  13. 光の反射と陰影
  14. 動画像処理・映像処理
  15. 画像処理のまとめ

※上記とは別に期末試験を実施する．
教科書等
教科書
参考書
「ディジタル画像処理」，CGーARTS協会，2006

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