Processamento de Imagem Digital - Aula 1

Introducao ao Processamento Digital de Imagens

Carla Negri LintzmayerMaycon Sambinelli

6 de marco de 2012

O que e Origens Uso Passos Componentes

O que e processamento digital de imagens (PDI)?

As origens do PDI

Exemplos de areas que utilizam o PDI

Passos fundamentais em PDI

Componentes de um sistema de processamento de imagens

Carla e Maycon Capıtulo 01 2



As origens do PDI







• f(x, y) e intensidade ou nıvel de cinza;

• Imagem digital → valores sao quantidades finitas e discretas;

• Elementos: pixels, elementos pictoricos, elementos de imageme pels.

• Processamento digital de imagens → computador digital;



PDI vs. Visao computacional vs. Analise de imagens vs.Outras areas

• Limites nao sao claros;

• Considerando linha contınua, considerar 3 tipos de processos:

Nıvel baixo reducao de ruıdo, realce, agucamento;Nıvel medio segmentacao, descricao e classificacao de

objetos;Nıvel alto “dar sentido”, funcoes cognitivas associadas a

visao.

• “Processamento digital de imagens envolve processos cujasentradas e saıdas sao imagens e, alem disso, envolve processosde extracao de atributos de imagens ate – e inclusive – oreconhecimento de objetos individuais”[Gonzalez e Woods 2006].






Nıvel baixo reducao de ruıdo, realce, agucamento;

Nıvel medio segmentacao, descricao e classificacao deobjetos;

Nıvel alto “dar sentido”, funcoes cognitivas associadas avisao.








objetos;

Nıvel alto “dar sentido”, funcoes cognitivas associadas avisao.








objetos;Nıvel alto “dar sentido”, funcoes cognitivas associadas a

visao.





As origens do PDI






As origens do PDI

• Industria dos jornais (1920)

• Impressora telegrafica, equipada com fontes tipograficas paraa simulacao de padroes de tons intermediarios.



As origens do PDI

Figura: Imagem utilizando a tecnologia de 1920



As origens do PDI

Figura: Imagem utilizando a tecnologia de 1922



As origens do PDI

Figura: Imagem utilizando a tecnologia de 1929 (15 nıveis de cinza)



Historia do computador

• Abaco na Asia Menor, 5 Mil anos atras

• Computador Moderno: John von Neumann (1940)

1 Uma memoria para armazenamento de programas e dados;2 Ramificacao condicional





• Computador Moderno: John von Neumann (1940)1 Uma memoria para armazenamento de programas e dados;

2 Ramificacao condicional





• Computador Moderno: John von Neumann (1940)1 Uma memoria para armazenamento de programas e dados;2 Ramificacao condicional



Avancos que permitiram que os computadores fossemusados no PDI

• Invencao do transistor, Bell Laboratories (1948)

• Cobol e Fortran (Decadas de 50 e 60)

• Invencao do circuito integrado, Texas Instruments (1958)

• Desenvolvimento de sistemas operacionais (1960)

• Microprocessador, Intel (1970)

• Computador pessoal, IBM (1981)

• Miniaturizacao de componentes (1970)



Processamento de Imagens Digitais

• Computadores potentes e Inicio do programa espacial

• Jet Propulsion Laboratory (1964): Ranger 7 e Imagens da Lua

• Metodos avancados de realce e restauracao de imagens:

• Surveyor (Lua)• Mariner (Marte)• Apollo (Lua)






• Metodos avancados de realce e restauracao de imagens:• Surveyor (Lua)

• Mariner (Marte)• Apollo (Lua)






• Metodos avancados de realce e restauracao de imagens:• Surveyor (Lua)• Mariner (Marte)

• Apollo (Lua)






• Metodos avancados de realce e restauracao de imagens:• Surveyor (Lua)• Mariner (Marte)• Apollo (Lua)




• Crescimento da area desde 1960;

• Ampla variedade de aplicacoes.




As origens do PDI






Fontes de imagens• Espectro eletromagnetico (EM);

• Acustica;• Ultrassonica;• Eletronica.



Fontes de imagens• Espectro eletromagnetico (EM);• Acustica;

• Ultrassonica;• Eletronica.



Fontes de imagens• Espectro eletromagnetico (EM);• Acustica;• Ultrassonica;

• Eletronica.



Fontes de imagens• Espectro eletromagnetico (EM);• Acustica;• Ultrassonica;• Eletronica.



Raios Gama

Figura: Medicina nuclear: injecao de isotopo radioativo.



Raios Gama

Figura: Medicina nuclear: tomografia por emissao de positrons.



Raios Gama

Figura: Astronomia: Cygnus Loop.



Raios Gama

Figura: Industria: valvula de reator nuclear.



Raios X

Figura: Diagnostico medico: radiografia toracica.



Raios X

Figura: Diagnostico medico: angiograma da aorta.



Raios X

Figura: Diagnostico medico: fatia de tomografia axial computadorizada.



Raios X

Figura: Industria: placa de circuito impresso eletronico.



Raios X




“Luz” ultravioleta

Figura: Microscopia de fluorescencia: milho normal.




Figura: Microscopia de fluorescencia: milho infectado por fungo.



Banda visıvel e infravermelha

Figura: Microscopia otica: taxol (agente anticancerıgeno) (250x).




Figura: Microscopia otica: colesterol (40x).




Figura: Microscopia otica: microprocessador (60x).




Figura: Microscopia otica: filme de oxido de nıquel (600x).




Figura: Microscopia otica: superfıcie de CD de audio (1750x).




Figura: Microscopia otica: supercondutor organico (450x).




Figura: Sensoriamento remoto: banda 1 - azul visıvel - maximapenetracao na agua.




Figura: Sensoriamento remoto: banda 2 - verde visıvel - bom paramensuracao do vigor de plantas.




Figura: Sensoriamento remoto: banda 3 - vermelho visıvel -discriminacao de vegetacao.




Figura: Sensoriamento remoto: banda 4 - infravermelho proximo -mapeamento de biomassa e linha costeira.




Figura: Sensoriamento remoto: banda 5 - infravermelho medio -conteudo de umidade do solo e vegetacao.




Figura: Sensoriamento remoto: banda 6 - infravermelho termal -umidade do solo e mapeamento termico.




Figura: Sensoriamento remoto: banda 7 - infravermelho medio -mapeamento mineral.




Figura: Previsao do tempo: imagem multiespectral dos satelites - furacaoKatrina.




Figura: Sensoriamento: banda infravermelha - inventario global deassentamentos humanos.




Figura: Inspecao visual automatizada de produtos: placa controladora deum drive de CD-ROM.




Figura: Inspecao visual automatizada de produtos: cartela decomprimidos.




Figura: Inspecao visual automatizada de produtos: garrafas.




Figura: Inspecao visual automatizada de produtos: peca de plastico combolhas.




Figura: Inspecao visual automatizada de produtos: lote de cereais.




Figura: Inspecao visual automatizada de produtos: implante intraocular.




Figura: Seguranca: impressao digital de polegar.




Figura: Seguranca: nota de dinheiro - numero de serie.




Figura: Seguranca: leitura automatica de placas de identificacao deveıculos.



Banda de micro-ondas

Figura: Radar: montanhas do sudeste do Tibete.



Banda de radio

Figura: Medicina: ressonancia magnetica do joelho.



Banda de radio

Figura: Medicina: ressonancia magnetica da coluna vertebral.



Outras modalidades

Figura: Geologia: imagem sısmica - bolsao de hidrocarbonetos.



Outras modalidades

Figura: Medicina: ultrassom - feto humano.



Outras modalidades

Figura: Industria: microscopia eletronica - circuito integrado danificado.



Outras modalidades

Figura: Imagens geradas por computador: fractal.




As origens do PDI





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6 de marco de 2012


Referencias I

GONZALEZ, R. C.; WOODS, R. E. Digital Image Processing(3rd Edition). Upper Saddle River, NJ, USA: Prentice-Hall, Inc.,2006. ISBN 013168728X.


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