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EESC/USP
SEL 0449 - Processamento Digital de Imagens Médicas
Prof. Dr. Marcelo Andrade da Costa [email protected]
Aula 2 – Aquisição de Imagens
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• Uma imagem monocromática é uma função bidimensional daintensidade da luz f(x,y), na qual x e y denotam as coordenadasespaciais (largura x altura) e o valor de f em qualquer pontocorresponde ao brilho (nível de cinza) da imagem naquele ponto.
• A intensidade de luz pode ser modelada como: f(x,y) = i(x,y) · r(x,y)
• i = iluminação do ambiente 0 ≤ i(x,y) ≤ ∞
• r = refletância dos objetos 0 ≤ r(x,y) ≤ 1
Ocorre a formação de uma imagem quando um sensor de imagem registra a radiação que interagiu com objetos físicos.
Fundamentos de Imagens Digitais
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Convenção utilizada para os eixos x e y.
(a) (b)
a) Convenção utilizada em Processamento de Imagens e em Visão Computacional
b) Convenção utilizada em Computação Gráfica
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(0,0) y
x
* f(x,y)
Fundamentos de Imagens Digitais
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Uma Imagem Digital é uma imagem contínua amostrada em um arranjo matricial M x N, sendo o valor de cada elemento da
matriz o nível de cinza do pixel correspondente no plano de imagem.
Fundamentos de Imagens Digitais
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Representação de uma Imagem como Superfície
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a) Convenção utilizada em Processamento de Imagens
b) Convenção utilizada pelo Toolbox de Processamento de Imagens do Matlab
a)b)
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Formação da imagem no olho humano
1710015 x
=
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Formação da imagem em uma máquina fotográfica
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Máquina Fotográfica Digital
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Sensores de imagemNas máquinas digitais, no lugar do filme, as imagens são
capturadas por uma matriz de sensores que detectam energia luminosa e transformam em tensão elétrica proporcional.
Normalmente são de tecnologia CCD (Charged Coupled Device) ou CMOS (Complementary Metal – Oxide – Semiconductor)
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Sensores de aquisição de imagem (CCD)
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Aquisição de imagem digital
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Amostragem e Quantização
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Imagem Digital
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EESC/USP
Imagem
Grade de amostragem
Pixel(PIcture ELement)
Imagem digitalizada
Matriz em 256 níveis deCinza (8bits)0, 1,.......... 255
(Preto)...........(Branco)
Imagem Digital
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Imagem Digital
Imagem Digital
Pixel
Nível de cinza dopixel
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Imagem Digital• Imagem Digital é uma função m-vetorial f(x,y) de valores discretos,sendo (x,y) um par de coordenadas inteiras e,
onde W = (2n – 1) e n é o número de bits utilizado na quantização.
• Uma Imagem Digital é uma função contínua que é representadapor amostras medidas em intervalos regulares.
• A intensidade luminosa é quantizada em números diferentes deníveis de cinza.
• O ponto (x,y) é conhecido como Pixel ( Picture element ) e o valorde f(x,y) é o nível de cinza (graylevel) do ponto (x,y). W é o máximovalor da escala de cinza.
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Visão Computacional - Aula1 19
Resolução da Escala de Cinza
q É definida pelo número de bits (n) utilizado para codificar cada pixel da imagem.
q A escala de cinza é o intervalo de variação: 0 ≤ f(x,y) ≤ W, sendo W = (2n – 1)
q Uma imagem com 2 níveis de cinza (n = 1) é denominada deImagem Binária e seus valores serão representados por (0 e 1).
q Se n = 8, cada pixel tem resolução de 256 níveis de cinza,ou seja, 8 bits/pixel.
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• Amostragem à Digitalização dos valores das coordenadas (posição)
• Quantização à Digitalização dos valores de intensidade de luz (brilho)
• Uma imagem f(x,y) é amostrada resultando em
M linhas e N colunas.
• Esta imagem tem tamanho: M x N
• Os valores das coordenadas (x,y) são discretos: valores inteiros e positivos
• Os valores dos níveis de cinza f(x,y) são discretos: valores reais e positivos
Imagem Digital
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Resolução espacial
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Resolução de níveis de cinza
256
64
128
32
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16
4
8
2 (Binária)
Resolução de níveis de cinza
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Métricas para Resolução Espacial
• Mega Pixel → Mq fotográfica
• Dot Pitch→ Monitores
• Dots per Inch (DPI) → sensores
• Pixel Size→ sensores e monitores
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Resolução em Níveis de Cinza
• n° de bits • n° de tons de cinza • n° de cores
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Para Imagens Médicas
¡ Resolução Espaciall Sensores da ordem de 0,05mml Monitores com dot pitch da ordem de 0,15mm
¡ Resolução de níveis de cinzal Sensores CCD da ordem de 16 bits (65536 níveis de cinza)l Monitores com 10 bits (1024 tons de cinza)
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EESC/USP
FIMpolegadas