Processamento de Imagem - Campinho

Processamento de Imagem

8º Semestre

Prof. Fábio Campinho

Dinâmica da Aula

� Aula prática em laboratório na terça-feira� Aula teórica em sala de aula na sexta-feira

Ementa

� Imagens e o processamento digital. � Digitalização e visualização de imagens. � Transferência e Armazenamento de

imagens. � Processamento de Imagens. � Análise espectral, filtragem digital e técnicas

de restauração de imagens.

Bibliográfia

� Bibliografia Básica:� GONZALEZ, Rafael C., WINTZ, Paul. Digital

Image Processing . EUA, 1997.

� Bibliografia Complementar:� CUNHA, Gilberto José et al. Computação e

suas aplicações em CAD. São Paulo: Atlas, 1987.

Ferramentas

� Mathlab� Visual Studio C#

Avaliações

� Prova teórica (1ª. Unidade)� Apresentação de Trabalho digital de imagem� Prova teórica (2ª. Unidade)

Mini Curriculum� Analista de Sistemas com 13 anos de

experiência� Bacharel em Desenho com Ênfase em

Computação Gráfica� Pós Graduado em Sistemas Distribuídos e

WEB� Colaborador da Revista Codificando.NET� Diretor de TI da INSIX Soluções Inteligentes� Professor de Computação Gráfica e

Processamento de imagens da Dom Pedro II

Processamento de Imagem

� Processamento de imagem é qualquer forma de processamento de dados no qual a entrada e saída são imagens tais como fotografias ou quadros de vídeo. Ao contrário do tratamento de imagens, que preocupa-se somente na manipulação de figuras para sua representação final, o processamento de imagens é um estágio para novos processamentos de dados tais como aprendizagem de máquina ou reconhecimento de padrões. A maioria das técnicas envolve o tratamento da imagem como um sinal bi-dimensional, no qual são aplicados padrões de processamento de sinal.

Dia a Dia

� Fotografia e Impressão� Satélite� Meteorologia� Medicina� Transito� Reconhecimento biométrico

História

� “Uma imagem vale mais que 1000 palavras” (Autor Desconhecido)

� Áreas de Aplicabilidade� Aperfeiçoamento da percepção humana� Processamento dos dados das imagem para

transmissão, armazenamento e representação para máquinas autonomas.

� Cabo Bartlane: Londre a Nova York� 5 niveis de cinza: 1922� 15 níveis de cinza: 1929

Fatos Importantes

� 1948: Transistor� 1950-1960: Circuito Integrado� 1960: S.O.� 1970: Micropocessador� 1979: Tomografia (Nobel de Medicina)� 1980: PC Personal Computer� 1984: S.O. Gráfico (MAC)

Espectro Eletromagnético

Spectro Eletromagnetico

� Gama - 5 nm a 1 fm/1 am – Ficção – Hulk� Raio X – 1nm a 5 pm – 1895� Ultravioleta – UV Próximo 380 nm 200nm –

UV Distante 200 nm 10 nm – UV Extremo – 1 nm 31 nm� Luz Negra – 380 nm a 420 nm – Atrair insetos,

dinheiro falso, decorações boates.

Infravermelho

� Infravermelho – 1800 – Utilizado para troca de informações entre computadores, celulares e outros eletronicos.

� Microscópios Fluorescente (Meado do Século XX)� Imagens Biológicas� Observações Astronômicas

Radar

� Radar – 1904 – oscilador, trasmissor e modulador.

� Nuvens� Vegetação� Gelo� Areia Molhada� Utiliza Antena e Processamento em

computador


� FM – Modulador de Frequencia� TV – 1924 – Londres� Ondas curtas - 3000kHz a 30.000 kHz (3-30

MHz)


� AM – 1905 – Modulação em Amplitude� Ondas Curtas - 2.3 MHz–26.1 MHz, divididas em quinze

bandas, apresentam longo alcance, porém baixa qualidade de sinal.

� Ondas Médias - 520 kHz–1,610 kHz, utilizada nas Américas, esta banda possui médio alcance.

� Ondas Longas - 153 kHz–279 kHz, não disponível no hemisfério oeste, é usado para transmissões na Europa, África, Oceania e parte da Ásia.

� Ondas Tropicais - 2300 kHz-5060 KHz de 120-90-75-60 metros, utilizada entre os Trópicos, esta banda possui longo alcance, razoável qualidade de sinal.

Ilusão de Ótica

Ilusão de ótica

Ilusão de Ótica

Globo Ocular

Imagem

� Imagem = f (x,y);� 0 < f(x,y) < ∞

� Luminosidade (Illumination) + Reflexo (Reflectance)� f(x,y) = i(x,y)r(x,y)� 0 < i(x,y) < ∞� 0 < r(x,y) < 1

Luminosidade

� lm = Luminosidade� Dia claro

� 90.000 lm/m2

� Dia Nublado� 10.000 lm/m2

� Escritório� 1000 lm/m2

� Lua Cheia� 0.1 lm/m2

Reflexo

� 0 a 100%

Exemplo e Quantificação

Representação da imagem

Espaço por Bits

Resolução de Imagem

Resolução de Cores

Aumento de tamanho

Adjacência, Conexão, Regiões e Fronteiras

Operações Lógicas

Spatial Operation

� Operações em um único pixel� s = T(z)

� Neighborhood

Geometric Spatial Transformation

� (x,y) = T{(v,w)}

Vetor de Cores

Image Negative

Correção de Gama

� Monitores CRT com Intensidade variando entre 1.8v e 2.5v

Contraste

Bit-plane slicing

Histograma

� Na estatística, um histograma é uma representação gráfica da distribuição de frequências de uma massa de medições, normalmente um gráfico de barras verticais. É uma das Sete Ferramentas da Qualidade.

� O histograma é um gráfico composto por retângulos justapostos em que a base de cada um deles corresponde ao intervalo de classe e a sua altura à respectiva freqüência. Quando o número de dados aumenta indefinidamente e o intervalo de classe tende a zero, a distribuição de freqüência passa para uma distribuição de densidade de probabilidades. A construção de histogramas tem caráter preliminar em qualquer estudo e é um importante indicador da distribuição de dados. Podem indicar se uma distribuição aproxima-se de uma função normal, como pode indicar mistura de populações quando se apresentam bimodais.

� h(rk) = nk

Histograma

Equalização pelo Histograma

Equalização de Histograma

Spatial Filter

Jean Baptiste Joseph Fourier

� 1822� The analytic theory of heat� Trabalho para 04/03/2010

� 2 pontos� 3 por equipe� 1 página escrita + apresentação

Conversão RGB - CMYK

� C=1-R, M=1-G, Y=1-B, K

Transferência de Imagens

� Padrões� Analógicos

� TV� Radar

� Digital� TV� Internet / IP� Bluetooth

Armazenamento de Imagens

� Analógico� Fita Cassete

� Digital� DVD� Video CD� TV – HD� Computador, ...

Armazenamento de Imagens

� Protocolos� MPEG 1 – 1.5 Mbps� MPEG 2 – 10 Mbps� MPEG 3 – 60 Mbps – Cancelado� MPEG 4 – 40 Mbps - Atual� MPEG (Moving Picture Expert Group)

� AVI� DIVX� XVID� RMVB� WMV

Sensibilidade e Captura de Imagem

Captura Linear

Compressão de imagens

Compressão de imagem

� Escalabilidade� Qualidade Progressiva� Resolução Progressiva

� Região de Interesse� Meta Information� Poder de processamento

Compressão de Imagens

Compressão de imagem

� Run-length Encoding (BMP)� Adaptive Dicitionary (GIF)� Deflation (PNG)� Tranform Coding (JPEG)� Chroma subsampling (JPEG)

Convolution

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