Computação Gráfica e Processamento de

Imagens

Luciana de Toro Gomes Guimarães

Uma imagem vale mais que dez mil palavras

Anônimo

O que é?

Processamento de Imagens?› A área da computação que estuda a

melhoria de informações visuais para a interpretação humana;

› Processamento de dados de cenas para percepção automática através de máquina.

Realce da Imagem

Melhora a qualidade visual da imagem

Histórico

Primeiras aplicações:› melhoramento de imagens digitalizadas para

jornais;› enviadas por meio de cabo submarino de

Londres para Nova York.

A introdução do sistema Bartlane de transmissão de imagens via cabo no início dos anos 20 reduziu o tempo requerido de mais de uma semana para menos de três horas no transporte de imagens através do oceano Atlântico.

Histórico

Um equipamento especializado de impressão codificava as imagens para transmissão a cabo, as quais eram então reconstruídas no terminal receptor;

A Figura 1 – foi transmitida dessa maneira e reproduzida em uma impressora telegráfica contendo caracteres para a simulação de padrões de tons intermediários;

Histórico

Figura 1 – Digitalizada em 1921

O método de impressão usado na obtenção da Figura 1, foi abandonado em fins de 1921 e trocada por uma técnica baseada na reprodução fotográfica feita a partir de fitas perfuradas no terminal receptor telegráfico.

Histórico

A Figura 2 ilustra uma imagem obtida usando esse método.

Figura 1 – Digitalizada em 1922

Histórico A qualidade foi sendo melhorada; No início o sistema Bartlane era capaz de

codificar imagens em cinco níveis de brilho distintos;

No final dos anos 20, foi aumentado pra quinze níveis;

A Figura 1.3 indica o tipo de imagem que se conseguiu obter usando esse último equipamento, e foi enviada de Londres a Nova York;

Histórico

Figura 3 – Digitalizada em 1929, com quinze níveis

Histórico

Melhoramentos nos métodos de processamento para transmissão de figuras digitais continuaram a ser feitos ao longo de 35 anos que se seguiram;

Entretanto foi necessária a combinação do surgimento de computadores digitais de grande porte com o programa espacial para chamar atenção ao potencial dos conceitos de processamento de imagem.

Histórico

O emprego de técnicas de computação para o melhoramento de imagens produzidas por uma sonda espacial iniciou-se no Jet Propulsion Laboratory (Pasadena, Califórnia) em 1964;

Quando imagens da Lua, transmitidas pelo Ranger 7, foram processadas por um computador para corrigir vários tipos de distorção de imagem inerentes à câmera de televisão a bordo.

Histórico

Essas técnicas serviram de base para métodos melhorados no realce e restauração de imagens das missões Surveyou para a Lua, a série Mariner de missões para Marte, os vôos tripulados da Apolo para a Lua e outros.

De 1964 até hoje, a área de processamento de imagens vem crescendo vigorosamente. Além de aplicações no programa espacial, são atualmente utilizadas para resolver uma variedade de problemas.

Áreas de atuação

Medicina› Melhoram o contraste ou codificam os níveis

de intensidade em cores para facilitar a interpretação de imagens de raio-X e outras imagens biomédicas;

› Ajudam no reconhecimento de anormalidades nos órgãos;

› Retiram ruídos pertencentes a imagem.

Áreas de atuação

Geografia› Usa-se técnicas idênticas ou similares para

estudar padrões de poluição em imagens aéreas ou de satélites.

Agricultura› Usa-se técnicas para a melhoria da qualidade

de frutas, verduras e legumes;› Pulverização;› Colheita.

Áreas de atuação

Arqueologia› Restauracao de figuras fotografadas borradas,

que eram o únicos registros disponíveis de artefatos raros perdidos ou danificados.

Física› Realcam imagens de experimentos em áreas

como plasma de alta energia e microscopia eletrônica.

Áreas de atuação

Industria› Inspeção Visual dos produtos para certificação

da qualidade. Astronomia Biologia Medicina nuclear Apoio a lei Defesa e aplicações industriais Entre outras.

Biologia- análise automática de amostras biológicas (análise de espécimes)- análise de ossos, tecidos e células (contagem e classificação)- análise, classificação e casamento de material DNA

Defesa/Inteligência- interpretação automática de imagens de satélite da terra- reconhecimento e rastreamento de alvos em tempo real

Aplicações

Processamento de documentos- varredura (scanning), arquivamento e transmissão de documentos- detecção e reconhecimento automático

de caracteres impressos

Apoio da Lei- Identificação de Pessoas- processamento automático de impressões digitais- reconhecimento facial

Aplicações

Percepção VisualO que é esta imagem?

Influência do Conhecimento Anterior

Influência do contexto Informações do Contorno

Que desenho é este?

Influência do contexto

Número 13 ?

Letra B ?

Influência do Conhecimento Anterior

W I N

Duplicidade de Interpretação.

Duplicidade de Interpretação.

Duplicidade de Interpretação.

9 pessoas

Duplicidade de Interpretação

Duplicidade de Interpretação

Duplicidade de Interpretação

Ilusão de Ótica

Ilusão de Ótica

Ilusão de Ótica

Ilusão de Ótica

Ilusão de Ótica

Ilusão de Ótica

Ilusão de Ótica

Ilusão de Ótica

Ilusão de Ótica

Ilusão de Ótica

Ilusão de Ótica

Ilusão de Ótica

Ilusão de Ótica

Veja essas barras pela esquerda. A do meio existe?

Ilusão de Ótica

Quantas barras existem aqui? 7 ou 10?

Ilusão de Ótica

Quantas barras tem aqui?

Ilusão de Ótica

É uma moldura?

Visão Artificial

Passos Fundamentai

s em Processamen

to de Imagens

O que é analisar uma imagem

• Extrair informações de uma imagem• Fazer medidas automaticamente• Vantagens da Análise Digital de Imagens

• Velocidade• Precisão• Processo automático

Aquisição

Pré-processamento

Segmentação

Extração de Atributos

Fases de Análise e Processamento

Reconhecimento e Interpretação

Aquisição

Pré-processamento

Segmentação

Extração de Atributos

Reconhecimento e Interpretação

Fases de Análise e Processamento

Aquisição

Pré-processamento

Segmentação

Extração de Atributos

Reconhecimento e Interpretação

Fases de Análise e Processamento

Fases de Análise e Processamento

Aquisição

Pré-processamento

Segmentação

Extração de Atributos

Reconhecimento e Interpretação

Fases de Análise e Processamento

Aquisição

Pré-processamento

Segmentação

Extração de Atributos

Reconhecimento e Interpretação

Exercícios Propostos

1. O que é processamento de imagens? 2. Cite alguns exemplos de aplicações de processamento de imagens.