Προγραμματισμός με το Matlab και Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας

Έναρξη:24/04/2017 Λήξη: 06/08/2017 

Περιγραφή Προγράμματος

Το λογισμικό MATLAB, που παίρνει το όνομά του από τις λέξεις MATrix LABoratory, είναι ένα σύγχρονο ολοκληρωμένο μαθηματικό πακέτο που χρησιμοποιείται εκτενώς στα πανεπιστήμια και στη βιομηχανία. Είναι ένα διαδραστικό (interactive) πρόγραμμα για αριθμητικούς υπολογισμούς και για κατασκευή γραφημάτων, αλλά παρέχει επίσης και τη δυνατότητα προγραμματισμού, κάτι που το καθιστά ένα χρησιμότατο εργαλείο για όλους όσους ασχολούνται με τις θετικές επιστήμες (και όχι μόνο).

Σκοπός του προγράμματος είναι:

  • Η εισαγωγή και η εμβάθυνση του καταρτιζόμενου στη νοοτροπία του προγραμματισμού.
  • Η εξοικείωση του με ένα πολύ σημαντικό, ισχυρό προγραμματιστικό και μαθηματικό εργαλείο, όπως το Matlab.
  • Η δυνατότητα κατανόησης και εφαρμογής της γενικής μεθοδολογίας προγραμματισμού για οποιαδήποτε ακολουθιακή (sequential) γλώσσα, όπως η C, C++, Fortran, Java, κλπ.
  • Η εισαγωγή βασικών εννοιών του αντικειμενοστραφούς προγραμματισμού.
  • Η ανάπτυξη αντίστοιχων θεμελιωδών αλγοριθμικών διαδικασιών.

Πρώτος στόχος του προγράμματος είναι o εκπαιδευόμενος να κατανοήσει τα βασικά στοιχεία του Matlab, τις βασικές πράξεις και τους βασικούς τελεστές στο Matlab. Έπειτα ο εκπαιδευόμενος θα γνωρίσει μια πολύ μεγάλη συλλογή εσωτερικών συναρτήσεων, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για εκτέλεση πράξεων. Στο Matlab, ο γενικός τρόπος εκτέλεσης μιας συνάρτησης είναι η κλήση της, με τη δήλωση του ονόματος της, και την τοποθέτηση του ορίσματος της μέσα σε παρένθεση.

Στο πλαίσιο του προγράμματος, ο εκπαιδευόμενος θα κατανοήσει τις συναρτήσεις που αφορούν την γραφική παράσταση δεδομένων. Το Matlab διαθέτει αξιόλογα εργαλεία για την απόδοση γραφημάτων, είτε στο επίπεδο είτε στο χώρο, ακόμα για την παραγωγή animations. Τυπικά γραφήματα στις δύο διαστάσεις, εξεζητημένα διαγράμματα και απεικονίσεις στις τρεις διαστάσεις με δυνατότητες για ιδιαίτερους χρωματισμούς και σκιάσεις, επεξεργασία και όλων των ειδών των γραφημάτων και εικόνων, μέσω των εργαλείων επεξεργασίας του λογισμικού είναι ορισμένες από τις εφαρμογές που διαθέτει το Matlab.

Τέλος, ο εκπαιδευόμενος θα εντρυφήσει στον τομέα της επεξεργασίας ψηφιακής εικόνας μέσω του Matlab και θα αναλύει εφαρμογές και πρακτικές εικονικής πραγματικότητας μέσω των γνώσεων που απέκτησε.

Θέματα Προγράμματος Σπουδών και λοιπά Επιστημονικά θέματα

Kωνσταντάκης Μάρκος
Επιστημονικός Συνεργάτης
Τηλέφωνο: 6977349344
Email: mkonstadakis@gmail.com

Θέματα Οικονομικής και Διοικητικής Διαχείρισης

Γραμματεία Προγραμμάτων Δια Βίου Μάθησης
Τηλέφωνο: 22410 99424-6 (Δευτέρα-Παρασκευή, 10:00-14:00)
Email:  e-epimorfosi@aegean.gr

Διδακτικές Ενότητες Προγράμματος
  1. 1. Εισαγωγή στο Matlab - Βασικές πράξεις, εντολές, μεταβλητές και αρχεία

    Το MATLAB είναι μια υψηλού επιπέδου γλώσσα προγραμματισμού και ένα διαδραστικό περιβάλλον για την ανάπτυξη αλγορίθμων, την ανάλυση δεδομένων και τον αριθμητικό υπολογισμό. Χρησιμοποιώντας το MATLAB, μπορείτε να λύσετε τεχνικά προβλήματα υπολογιστών πιο γρήγορα από ότι με τις παραδοσιακές γλώσσες προγραμματισμού, όπως η C, η C++ και η Fortran. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το MATLAB σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένων της επεξεργασίας σημάτων και εικόνας, επικοινωνιών, το σχεδιασμό του ελέγχου, δοκιμές και μετρήσεις και οικονομική μοντελοποίηση. Στόχος της διδακτικής ενότητας είναι o εκπαιδευόμενος να κατανοήσει τα βασικά στοιχεία του Matlab. Θα γίνει μια πρώτη παρουσίαση του περιβάλλοντος Matlab ώστε ο εκπαιδευόμενος να αποκτήσει εικόνα του χώρου εργασίας. Γίνεται μια αρχική αναφορά στη λειτουργία και στις ιδιότητες των αλγορίθμων και του προγραμματισμού και παρουσιάζεται το περιβάλλον του Matlab. Στόχος της διδακτικής ενότητας είναι επίσης o εκπαιδευόμενος να κατανοήσει τις βασικές πράξεις και τους βασικούς τελεστές στο Matlab. Έπειτα θα αναλυθούν οι βασικές πράξεις και τελεστές του προγράμματος και o εκπαιδευόμενος θα κατανοήσει τις βασικές εντολές και μεταβλητές στο Matlab. Επίσης, μετά την ολοκλήρωση της συγκεκριμένης Διδακτικής Ενότητας οι εκπαιδευόμενοι θα είναι σε θέση να γνωρίσουν τις κατηγορίες των αρχείων m-files του Matlab, να αναλύουν τα χαρακτηριστικά των αρχείων script και των αρχείων συναρτήσεων και να γνωρίζουν τις μαθηματικές και τις ανώνυμες συναρτήσεις του Matlab.

    Συνεδρίες
    Εισαγωγή στο περιβάλλον του Matlab
    Βασικές πράξεις, αριθμητικοί και λογικοί τελεστές
    Βασικές εντολές και μεταβλητές στο Matlab
    Σύνταξη & εκτέλεση script αρχείων .m
  2. 2. Βασικές συναρτήσεις, βρόγχοι, πίνακες, καμπύλες στο Matlab

    Στόχος της ενότητας είναι ο εκπαιδευόμενος να γνωρίσει μια πολύ μεγάλη συλλογή εσωτερικών συναρτήσεων, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για εκτέλεση πράξεων. Στο MATLAB, ο γενικός τρόπος εκτέλεσης μιας συνάρτησης είναι η κλήση της, με τη δήλωση του ονόματος της, και την τοποθέτηση του ορίσματος της μέσα σε παρένθεση. Επίσης, ο εκπαιδευόμενος θα πρέπει να κατανοήσει τις εντολές ελέγχου και επανάληψης οι οποίες είναι ένα ισχυρό εργαλείο το οποίο χρησιμοποιείται σε όλες τις γλώσσες προγραμματισμού. Το Matlab διαθέτει τέτοιες εντολές οι οποίες δίνουν τη δυνατότητα να δημιουργήσουμε ελεγχόμενες δομές ή επαναλαμβανόμενους βρόχους. Ο εκπαιδευόμενος θα κατανοήσει τις συναρτήσεις που χρησιμοποιεί το Matlab για να επεξεργαστεί αριθμητικούς πίνακες και να εμβαθύνει στο κομμάτι των τελεστών και αλγορίθμων που χρησιμοποιούνται για τις απαραίτητες συγκρίσεις των μεταβλητών. Παράλληλα, ο εκπαιδευόμενος θα κατανοήσει τον τρόπο δημιουργίας των διαγραμμάτων με γραφικές παραστάσεις σε 2 ή 3 άξονες στο MATLAB, λόγω των ενσωματωμένων συναρτήσεων, τις καμπύλες που δημιουργούνται και τον τρόπο με τον οποίο παρουσιάζονται στον υπολογιστή.

    Συνεδρίες
    Εσωτερικές συναρτήσεις
    Αναδρομικοί βρόχοι
    Συναρτήσεις επεξεργασίας αριθμητικών πινάκων – Τελεστές/αλγόριθμοι συγκρίσεων
    Καμπύλες – παράσταση τους στον υπολογιστή -Κύκλος – Έλλειψη – Σπείρες
  3. 3. Γραφικά στο Επίπεδο και στο Χώρο μέσω Matlab

    Αντικείμενο της διδακτικής ενότητας είναι οι συναρτήσεις που αφορούν την γραφική παράσταση δεδομένων. Το Matlab διαθέτει αξιόλογα εργαλεία για την απόδοση γραφημάτων, είτε στο επίπεδο είτε στο χώρο, ακόμα για την παραγωγή animations. Παράλληλα, ο εκπαιδευόμενος θα μπορεί να αναπαριστά καμπύλες, εικόνες και διαγράμματα στο επίπεδο και στο χώρο, να επιλύει γραμμικά συστήματα στο Matlab με χρήση γραμμικών εξισώσεων και μεταβλητών. Άλλος ένας στόχος της διδακτικής ενότητας είναι ο εκπαιδευόμενος να μπορεί να επιλύει γραφικές παραστάσεις, αφού το To Matlab επιτρέπει τη σχεδίαση καμπυλών και επιφανειών στον τρισδιάστατο χώρο.

    Συνεδρίες
    Γραφική παράσταση δεδομένων
    Καμπύλες – Εικόνες – Διαγράμματα
    Γραμμικά Συστήματα και γραφικές παραστάσεις καμπύλων και επιφανειών
  4. 4. Επεξεργασία σήματος και εικόνας με το Matlab και χρήση σε εφαρμογές εικονικής πραγματικότητας

    Αντικείμενο της διδακτικής ενότητας είναι ο εκπαιδευόμενος να γνωρίσει τον τρόπο εισαγωγής εικόνας στην οθόνη και το χώρο εργασίας του Matlab και παράλληλα να γνωρίσει τις βασικές εντολές που χρησιμοποιούνται για την εισαγωγή, επεξεργασία και αποθήκευση της εικόνας. Ο εκπαιδευόμενος θα γνωρίσει τα ιστογράμματα και την χρησιμότητά τους. Τα ιστογράμματα στην επεξεργασίας εικόνας χρησιμοποιούνται για να δείξουν την κατανομή των τιμών των pixels σε μια εικόνα. Παράλληλα θα αναλυθεί το φαινόμενο του θορύβου σε μια εικόνα, όπου με τον όρο θόρυβο εννοούμε μία μεταβολή στην τιμή του σήματος από την πραγματική του τιμή. Τέλος, ο εκπαιδευόμενος θα γνωρίσει τις βασικές εντολές και μεταβλητές για την δημιουργία ενός εικονικού αντικειμένου και την σύνδεση του με το περιβάλλον του Matlab. Παράλληλα θα παρουσιαστούν παραδείγματα εφαρμογής εικονικής πραγματικότητας μέσω της ανάπτυξης εικονικού κόσμου και εικονικών αντικειμένων μέσω της πλατφόρμας του Matlab.

    Συνεδρίες
    Εισαγωγή στην επεξεργασία εικόνας – Είδη ψηφιακών εικόνων
    Εισαγωγή, επεξεργασία και αποθήκευση εικόνας στο Matlab
    Ιστόγραμμα και θόρυβος στην εικόνα μέσω του Matlab
    Χρήση του Matlab σε εφαρμογές εικονικής πραγματικότητας