Hyrje në Kompjuterikën Vizuale

• Lënda është Kompjuterika Vizuale (Visual Computing).
• Java 1 përmban ligjërata nga 1/2.
• Lënda parasheh njohuri bazike, hyrje dhe koncepte themelore për Kompjuterikë Vizuale (Visual Computing).
• Ligjëruesi i lëndës është Dr. Arbër Perçuku.
• Emaili i ligjëruesit është [email protected].
• Lënda mbahet në Prishtinë në vitin 2025.

Syllabusi i Kompjuterikës Vizuale

• Statusi i kursit është BSc Zgjedhore, Semestri VI, 5 ECTS.
• Visual Computing (VC) kombinon kompjuterikën grafike (computer graphics) dhe kompjuterikën vizuale (computer vision).
• Qëllimi i kursit është zgjerimi i njohurive themelore dhe kuptimit praktik të teknikave të kompjuterikës vizuale.
• Ligjëratat përfshijnë tema në Kompjuterikën Vizuale, Kompjuterikën Grafike, Modelimin Gjeometrik dhe Përpunimin e Imazhit.
• Rezultatet e të nxënit përfshijnë aftësinë për të:
• Përshkruar dhe zbatuar konceptet e Visual Computing.
• Analizuar aftësitë dhe kufizimet e algoritmeve të Visual Computing.
• Shqyrtuar çështjet e kompjuterikës grafike, kompjuterikës vizuale dhe shkencës së imazhit.
• Dizajnuar dhe zbatuar algoritme për elementet e Visual Computing.
• Vlerësuar gjendjen aktuale të teknologjisë në aspekte të veçanta.

Përmbajtja e Kursit

• Kursi ofron një hyrje në Visual Computing.
• Ai përfshin:
• Formimin e imazhit.
• Veglat e kompjuterikës vizuale (Python OpenCV).
• Përpunimin dhe restaurimin e imazhit.
• Segmentimin, njohjen, zbulimin dhe përputhjen e imazhit.
• Përpunimi i imazhit me ngjyra dhe drita, morfologjia, kompresimi i të dhënave të imazhit dhe filigrani.
• Transformimi gjeometrik.
• Shikimi i transformimeve dhe rindërtimi 3D.
• Hartëzimi i hijes dhe tekstit.
• Vizualizimi grafik.
• Radiometria.
• Pasqyrimi dhe analizat e teksturës.
• Metodat e mësimdhënies përfshijnë 30 orë ligjërata, 30 orë ushtrime laboratorike dhe 80 orë studim personal.
• Sistemi i notimit përfshin 10% pjesëmarrje dhe interaktivitet, dhe dy teste (kollokiume) me 45% secili, ose provim final me 90%.

Literatura e sugjeruar

• Introduction to VISUAL COMPUTING Core Concepts in Computer Vision, Graphics, and Image Processing nga Aditi Majumder dhe M. Gopi.
• Computer Vision: Algorithms and Applications nga Richard Szeliski.
• Fundamentals of Computer Graphics nga Steve Marschner dhe Peter Shirley.
• Digital Image Processing nga Rafael C. Gonzalez dhe Richard E. Woods.

Përmbajtja e lëndës në detaje

• Trajtohen koncepte themelore në lidhje me Kompjuterikën/Informatikën Vizuale, Vizionin Kompjuterik dhe Grafikën Kompjuterike.
• Përdoren vegla si Python dhe OpenCV në Visual Computing.
• Diskutohen rasterizimi/scan conversion dhe algoritmet e gjenerimit.
• Përshkruhen kuptimet themelore të gjeometrisë dhe transformimet.
• Shpjegohet koncepti i imazhit dhe procesimi i tij.
• Përpunohen ngjyrat e imazhit dhe zbatohen restaurimi dhe rekonstruktimi.
• Segmentimi i imazhit sipas llojeve të ndryshme.
• Nxjerrja, zbulimi dhe përputhja e veçorive (feature extraction, detection, matching).
• Kompresimi dhe filigranë i imazhit, së bashku me njohjen dhe morfologjinë.
• Radiometria, pasqyrimi dhe analiza e teksturës janë pjesë e lëndës.

Java e parë

• Java e parë fokusohet në konceptet themelore.
• Shpjegohen Kompjuterika/Informatika Vizuale, Kompjuterika e Vizionit, dhe Kompjuterika Grafike.

Java tjetër

• Java tjetër fokusohet në veglat që përdoren në Visual Computing.
• Veglat përfshijnë OpenCV dhe Python.

Java tjetër 2

• Java tjetër shpjegon Rasterizimin/Scan Conversion.
• Do të përfshij algoritmi i gjenerimit (vijës, rrethit, etj.).
• Do të shpjegojë kuptimet bazike të gjeometrisë dhe transformimet.

Java tjetër 3

• Java tjetër prezanton konceptin e imazhit.
• Do te shpjegohen kuptimet themelore.
• Do të shpjegohen proceset e imazhit.

Java tjetër 4

• Java tjetër fokusohet në përpunimin e ngjyrave të imazhit (color image processing).

Java tjetër 5

• Java tjetër trajton restaurimin dhe rekonstruktimin e imazhit.

Java tjetër 6

• Java tjetër adreson segmentimin e imazhit dhe llojet e segmentimit.

Java tjetër 7

• Java tjetër shpjegon nxjerrjen, zbulimin dhe përputhjen e veçorive të imazhit.

Java tjetër 8

• Java tjetër trajton kompresimin e imazhit.

Java tjetër 9

• Java tjetër shpjegon filigranin (watermarking) e imazhit.

Java tjetër 10

• Java tjetër trajton se si njihet imazhi (Image Recognition).

Java tjetër 11

• Java tjetër trajton morfologjinë e imazhit (Image Morphology).

Java tjetër 12

• Java tjetër trajton pasqyrimin (rendering).

Java tjetër 13

• Java tjetër trajton analizën e teksturës (texture Analyses).

Java tjetër 14

• Java tjetër trajton radiometrinë (radiometry).

Konceptet themelore

• Konceptet themelore përfshijnë:
• Kompjuterikën/Informatikën Vizuale (Visual Computing).
• Kompjuterikën e Vizionit (Computer Vision).
• Kompjuterikën Grafike (Computing Graphics).

VC - Konceptet themelore (1)

• Zberthimi i termit Visual Computing tregon se fjala "Visual" i referohet aspekteve pamore ose vizuale.
• Ndërsa "Computing" i referohet përdorimit/operimit të kompjuterëve.
• Visual Computing (VC) përfshin disiplinat shkencore kompjuterike që merren me imazhin dhe modelet 3D.
• Shembuj të disiplinave përfshijnë grafikën kompjuterike, vizionin kompjuterik, procesimin e imazhit dhe vizualizimin.
• VC kombinon grafikën kompjuterike dhe vizionin për të avancuar teknologjitë për kapjen, përpunimin, shfaqjen dhe perceptimin e informacionit vizual.

VC - Konceptet themelore (2)

• Fushat që lidhen me Komjuteriun e Vizionit janë AI (Inteligjenca Artificiale), ML (Mësimi i Makinerisë), DL (Mësimi i Thellë), njohja e modelit, ndërveprimi njeri-kompjuter, mësimi i makinës, etj.
• AI është aftësia e një makine për të imituar sjelljen inteligjente të njeriut.
• ML është një aplikacion i AI që i mundëson një sistemi të mësojë në mënyrë automatike dhe të përmirësojë përvojën.
• DL është një aplikacion i ML, që përdor algoritme komplekse dhe rrjete neurale të thella për të trajnuar një model.

VC - Konceptet themelore (3)

• Kompjuterika e Vizionit ka të bëjë me nxjerrjen automatike, analizën dhe kuptimin e informacionit nga imazhe ose video të ndryshme.
• Termi "imazh" përfshin fotografi dixhitale, të dhëna të ngjashme me matricën, etj.
• Fusha përfshin rindërtimin e skenës, zbulimin e ngjarjeve, gjurmimin e kamerës, njohjen e objekteve, vlerësimin e pozës 3D, Mësimin (Makineri), vlerësimin e lëvizjes dhe restaurimin e imazhit.

VC - Konceptet themelore (4)

• Kompjuterika Grafike përfshin metodat për gjenerimin e imazheve nga të dhënat dixhitale.
• Kompjuterika grafike përfshin çdo sistem, ndërveprues ose jo, që përfshin gjenerimin e imazheve si komponente thelbësore.
• Komponentët kryesorë të çdo sistemi të kompjuterikës grafike janë:
• Generimi dhe manipulimi i modeleve 3D.
• Krijimi i paraqitjeve gjeometrike.
• Simulimi i natyrës vizuale.
• Algoritmet efikase për gjenerimin e imazhit (rendering).

Kompjuterika e Vizionit (Computer Vision)

• Transformon rrënjësisht mënyrën se si makinat interpretojnë dhe ndërveprojnë me botën vizuale.
• U mundëson kompjuterëve dhe sistemeve të nxjerrin informacion kuptimplotë nga imazhet dixhitale, videot dhe inputet e tjera.
• Është një fushë kërkimi mbi algoritme të ndryshme të përpunimit të imazhit.
• Fokusohet në aftësimin e kompjuterëve dhe makinerive për të interpretuar, kuptuar dhe përgjigjur të dhënave të imazheve nga bota përreth tyre.
• Përfshin marrjen, analizimin dhe përpunimin e imazheve ose videove për të nxjerrë informacion dhe për të vendosur bazuar në ato të dhëna.

Komponentët kryesore të Kompjuterikës së Vizionit

• Marrja e imazhit: Kap të dhëna vizuale, zakonisht përmes kamerave, sensorëve dixhitale.
• Përpunimi i imazhit: i nënshtrohet hapave të rregullimit të ndriçimit, kontrastit, shkallëzimit, prerjes, ose konvertimit të formateve.
• Zbulimi dhe nxjerrja e veçorive (feature detection and extraction): përfshin identifikimin e modeleve ose karakteristikave specifike në imazh.
• Njohja dhe klasifikimi i modelit (pattern recognition and classification): interpreton tiparet e zbuluara kundrejt modeleve të njohura duke përdorur, veçanërisht algoritmet e mësimit të thellë.
• Marrja e vendimeve: Bazuar në interpretimin e të dhënave të imazhit, ofron vendime ose rekomandime bazuar në identifikimin e objekteve.

Aplikimet e Kompjuterikës së Vizionit

• Njohja e fytyrës (facial recognition) përdoret në sistemet e sigurisë, zhbllokimin e smartfonëve dhe zbatimin e ligjit.
• Makinat që drejtohen vetë (self - driving) ndihmon në zbulimin e objekteve, leximin e shenjave rrugore dhe lëvizjen nëpër trafik: .
• Analiza e imazhit mjekësor: Algoritmet e kompjuterikë analizonë imazhe komplekse mjekësore për diagnostikim të saktë.
• Automatizimi Industrial: Në prodhim, sistemet inspektojnë produktet dhe identifikimin e defekteve.
• Automatizimi i bujqësisë dhe agrokulturës përdoret në monitorimin e të korrave, zbulimin e sëmundjeve etj.
• Shitja me pakicë (retail) përdoret për menaxhimin e inventarit, përvojat e blerjeve pa pagesë dhe analizën e sjelljes së klientit.
• Realiteti i shtuar (AR): mundëson integrimin e informacionit dixhital me mjedisin e përdoruesit.
• Mbikëqyrja ndihmon në monitorimin e pamjeve video për qëllime sigurie etj.
• Analiza sportive: Analizon performancën e atletëve dhe përmirëson strategjitë e lojës.
• Analizon në Robotikë: u mundëson robotëve të lëvizin.

Historia e Teknologjisë së Kompjuterikës së Vizionit

• Kompjuterika Vizionit evoluoi nga 1950.
• 1960: ishte një projekt veror në MIT (Massachusetts Institute of Technology).
• 1970 dëshmuan zhvillime kritike në teknikat dhe algoritmet e përpunimit të imazhit.
• 1980 panë përfshirjen e inteligjencës artificiale në kompjuterikën e vizionit.
• 1990 pane Kompjuterikës ju shtuaharduer dhe 1990 doli në treg:
• Vitet 2000 shënuan një përparim të rëndësishëm me ardhjen e të mësuarit të thellë.
• Vitet 2010 teknologjia është ne gjerësisht e adoptuar ne industri te ndryshme.

Sistemi i Kompjuterikës së Vizionit

• Është kompjuterike të avancuara teknologjike të njeriut, duke përfshirë pajisjet hyrëse (kamera etj.), njësi përpunimi (CPU, GPU), dhe algoritmet dhe softueri, krijojnë sisteme komplekse.

Funksionaliteti i Kompjuterit të Vizionit

• Sistemet bëjnë Analizë e imazheve dhe videove per te zbuluar modele dhe imazhe etj.
• Bëjnë zbulimin dhe njohjen e objekteve.
• Bëjnë rindërtimin e skenës
• Bëjnë analizën e lëvizjes.
• Rivendosin Imazhin.

Karakteristikat e Kompjuteriken Grafike

• Formulime të para grafike u krijuan per here nga Verne Hudson dhe William Fetter.
• Ka nje rol kyesor ne film, arkitekture, etj me shume.

Kompjuterika eshte?

• Eshte imazhe digjitale me animime dhe grafik interactive.
• Ndihmon ne kriijm
• ka tre gjuhur.
• Manipulimi dhe paraqitja e imazhit ose e të dhënave në mënyrë grafike. Për krijimin dhe manipulimin kërkohet teknologji e ndryshme. Sinteza dixhitale dhe manipulimi i saj.

Raster dhe Vector

• Ka aplikacione te shumta.
• Raster ka cilesi dhe eshte e pasur. E humb cilesin en zmadhim, ndersa vector e ruan cilesin e imazhit.

Cka mundet me bo kjo?

• Pershkruan manipulimin e images.

fushat

• merret me specifikimin matematikor të formës (shape) dhe vetive të pamjes (appearance).