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1 Conceitos de imagem

2 Luz e ondas

3 Ondas Perturbação oscilante de alguma grandeza física no espaço e periódica no tempo. É caracterizada basicamente pelo seu comprimento de onda e por sua freqüência.

4 Descrição física de uma onda X Comprimento de onda [m] Y Amplitude F Frequência [Hz] T Período [s] V Velocidade [m/s] Frequência (f) -> ciclos por segundo Comprimento de onda (λ) -> distância de um ciclo Período (t) -> tempo de um ciclo Velocidade de propagação (v) -> f x λ

5 Ondas Mecânicas Pertubação que se propaga em um meio elástico, através das vibrações das partículas que constituem o meio. Necessitam de um meio para se propagar. Exemplos: som, onda se propagando numa corda, onda na superfície de um líquido.

6 Ondas Eletromagnéticas São produzidas pela variação de um campo elétrico e um magnético, perpendiculares entre si. As ondas eletromagnéticas não necessitam de um meio para se propagar, podendo assim se propagar no vácuo.

7 Ondas Eletromagnéticas No vácuo, todas têm a mesma velocidade, modificando sua espécie de acordo com o comprimento de onda.

8 Luz A luz é uma modalidade de energia radiante que se propaga através de ondas eletromagnéticas James Clerk Maxwell ( )

9 Luz Devido à dualidade onda-partícula, a luz exibe simultaneamente propriedades complementares de ondas e partículas. Um feixe de luz é a união de pequenos pacotes de energia chamados fótons.

10 Percepção da cor

11 Percepção do olho humano A cor é um fenômeno ótico provocado pela ação de um feixe de fótons sobre células especializadas da retina, que transmitem, através de informação pré-processada no nervo ótico, impressões para o sistema nervoso.

12 Bastonetes Cerca de 100 milhões de células. Funcionam bem mesmo na presença de luz fraca pois são muito sensíveis à luminosidade. Respondem apenas à imagens em preto e branco.

13 Cones Cerca de 7 milhões de células. São responsáveis pela visão colorida. São de 3 tipos diferentes, cada um mais sensível a um determinado comprimento de onda do espectro visível.

14 Tipos de cone Small (S) -> mais sensível ao azul Medium (M) -> mais sensível ao verde Large (L) -> mais sensível ao vermelho

15 Fadiga visual

16 Luminosidade AAAAAAAAA AAAAAAAAA AAA AAAAAAAAA AAAAAAAAA AAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA A A percepção humana é mais sensível à região verde-amarela do espectro. A cor verde é responsável por cerca de 60 a 70% da informação de brilho da imagem.

17 Teste de Ishihara Pessoas com visão normal exergam o nº 8. Pessoas com distúrbios vermelho-verde enxergam o nº 3.

18 Teste de Ishihara Pessoas com visão normal enxergam R Pessoas com distúrbios vermelho-verde enxergam a letra E.

19 Formação da cor

20 Cor branca A cor branca resulta da sobreposição de todos os comprimentos de onda do espectro, podendo ser decomposta em todas as cores por meio de um prisma. A cor preta é a ausência de luz.

21 Transição branco -> preto

22 Percepção da cor A cor de um material é determinada pelas médias dos comprimento de onda que as suas moléculas refletem. Um objeto terá determinada cor se não absorver justamente os raios correspondentes ao comprimento de onda daquela cor. Assim, um objeto é vermelho se absorve principalmente os comprimentos de onda fora do vermelho.

23 Mistura de cor aditiva É o processo usado nos monitores de vídeo. Suas cores primárias são o vermelho, o verde e o azul. O processo aditivo é baseado na incidência de comprimentos de ondas de luz específicos sob uma superfície negra.

24 Mistura de cor subtrativa É o processo usado nas pinturas, pigmentação. Suas cores primárias são o magenta, o amarelo e o ciano. O processo subtrativo é baseado no bloqueio de determinados comprimentos de onda sob uma superfície branca.

25 Filtros de cor Na incidência de luz branca, um filtro amarelo ideal, por exemplo, bloqueia o azul, deixando passar a cor verde e a cor vermelha. A mistura aditiva do verde e do vermelho tem como resultado a cor amarela.

26 Comparativo

27 Espaço RGB Lista de Cores Amostra de Cores

28 Tabela RGB

29 Matiz As cores existentes na natureza são uma composição de vários comprimentos de onda. A matiz corresponde ao comprimento de onda da cor dominante, isto é, da cor observada. Um objeto é azul se reflete maior quantidade de azul em relação as outras cores, possuindo assim matiz azul.

30 Matiz Imagem cujo espectro, além de possuir outros comprimentos de onda de diferentes intensidades, possui matiz azulada, pois este é o comprimento de onda de maior intensidade.

31 Saturação A saturação de uma cor é a medida da sua pureza, indicando a intensidade de uma matiz específica. É através da saturação que o rosa é descriminado do vermelho, o azul celeste do azul royal etc. 0% de saturação

32 Níveis de saturação

33 Pixel e profundidade

34 Pixel Uma imagem é uma matriz de pontos. A esses pontos dar-se o nome de pixel, sendo ele a menor área de uma imagem de TV capaz de ser delineada por um sinal elétrico que passa pelo sistema. O número de pixels de uma imagem e suas características geométricas de largura e altura nos dão a informação da quantidade total de detalhes que podem ser mostrados e da nitidez da imagem. Uma imagem 800 x 600 possui um total de 480 mil pixels, ou seja, 0,48 megapixels.

35 Pixel

36 Resolução Resolução: é a quantidade de pontos que formam a imagem e a sua distribuição no espaço por ela ocupado, normalmente medida em pixels por polegada (ppi).

37 PPI Diminuindo o PPI e mantendo o seu tamanho da imagem constante, temos a ampliação do tamanho do pixel, resultando em uma imagem de baixa qualidade.

38 PPI

39 Resolução x PPI

40 Resolução x PPI

41 Canais de cor Cada pixel é formado por 3 canais diferentes de cor: um verde, um azul e um vermelho. Cada canal contém uma série de bits que descreve a intensidade de sua cor.

42 Profundidade de Bits É a quantidade de bits disponíveis para especificar a intensidade de cada cor em seu respectivo canal. Se em cada canal temos n bits, será possível representar 2 n tonalidades diferentes. Esse número pode ser representado como bits por canal ou bits por pixel Quanto maior a profundidade de bits da imagem, maior o seu tamanho, pois maior é o número de bits que essa imagem contém.

43 Profundidade de Bits

44 Profundidade de Bits 24 bits por pixel (bpp) representa um pixel formado por 3 canais diferentes de 8 bits cada um, podendo assim representar 256 cores diferentes em cada canal, gerando um total de 16,7 milhões de cores diferentes que podem ser formadas.

45 Profundidade de Bits

46 Tamanho da imagem Supondo uma câmera de 2 mega pixels, o que é pouco para os padrões atuais de consumo, com uma profundidade de bits de 24 bpp: Quantidade total de bits = x 24 = Quantidade total de bytes = / 8 = Tamanho total = 6 MBytes Para uma câmera de 6 mega pixels: Tamanho total = 18 MBytes

47 Tamanho da imagem Para câmeras de vídeo, que possuem resolução em torno de 0,4 mega pixels: Quantidade total de bits = x 24 = Quantidade total de bytes = / 8 = Tamanho total = 1,2 MBytes Não podemos esquecer que, pelo padrão NTSC, temos a leitura de 30 quadros por segundo, então: Tamanho total por segundo = x 30 = 36 MBytes

48 Tamanho da imagem Porém, para fluxo de vídeo, fazemos o calculo da banda de tráfego em bps (bits por segundo). Então, para câmeras de vídeo que possuem resolução em torno de 0,4 mega pixels: Quantidade total de bits = x 24 = Tamanho total por segundo = x 30 = 288 Mbps Para transportar essa banda de tráfego, seria necessário uma fibra óptica dedicada a câmera.

49 Tamanho da imagem Se faz necessário então o uso de algorítmos de compressão que reduzem o tamanho da imagem, para imagens estáticas, ou a banda de transmissão ocupada, para sequencias de vídeo. Utilizando uma compressão JPEG 1:50: Tamanho total = 6 MBytes / 50 = 120 Kbytes Utilizando uma compressão MPEG-4 1:100, ainda mantendo uma boa qualidade na imagem: Tamanho total = 288 Mbps / 100 = 2,8 Mbps

50 Resoluções mais usadas

51 Sensores de imagem

52 CCD Charge-Coupled Device Dispositivo de Carga acoplado. Circuito integrado contendo uma matriz de capacitores acoplados, sendo cada um considerado como uma cavidade do CCD. O CCD é dividido em cavidades.

53 CCD As dimensões das cavidades são bastante pequenas. Valores típicos estão na faixa de 10 a 20 µm. Assim, a área de imagem de um CCD de 1024 x 1024 pixels pode ser tão reduzida como 10 x 10 mm.

54 CCD Quanto maior o tamanho do CCD, maior a qualidade da imagem e maior o seu preço. O tamanho mais comum nas câmeras atuais é de 1/4.

55 CCD Quando o processo tem início, as cavidades de luz armazenam fótons (efeito fotoelétrico). Esses fótons são depois convertidos em diversos níveis de intensidade, determinados pelo bit depth.

56 CCD Assim temos apenas imagens em tons de cinza, já que cada camada absorve uma determinada quantidade de todas as cores primárias. Esse problema é solucionado com o uso de um filtro de cor em cada cavidade (filtro bayer).

57 CCD Cada cavidade converte a luz incidente em uma carga elétrica. Quanto maior a luminosidade, maior será a tensão gerada. É feita a medição dessa tensão em cada célula. Cada pixel da imagem corresponde a uma combinação cavidades diferentes do CCD, com maior representividade para a cor verde.

58 CCD Cena original X O que sua câmera vê

59 Processamento da imagem Na recomposição da imagem, o software usa um algoritmo que calcula a cor de cada pixel pela média dos adjacentes, resultando numa boa aproximação com a imagem real.

60 Filtros de cor

61 Filtros de cor

62 Tartan Ribbon Primeira fotografia colorida da história, realizada por Maxwell em Fotografou o elemento colorido três vezes usando os três filtros de cores fundamentais (RGB) obtendo três negativos monocromáticos com variações de cinza distintos. Maxwell converteu os negativos em slides e os projetou um sobre o outro, reproduzindo as cores do elemento original.

63 CMOS Alternativa ao CCD. São muito mais baratos de fabricar do que os sensores CCD pois é também usado um maior número de aparelhos eletrônicos, e não apenas nos sensores de imagem. Possui uma grade de células fotoelétricas e acumuladores de cargas associados a cada pixel.

64 CCD x CMOS

65 CCD x CMOS Seu grande salto de qualidade veio com o avanço do processo de miniaturização. Agora se consegue confeccionar CMOS com a mesma quantidade de pixels existente em um CCD para uma mesma área de sensor. O CCD tradicionalmente possui melhor desempenho em condições precárias de luz em comparação ao CMOS, o que, no entanto, também está sendo superado pelo desenvolvimento tecnológico. O aumento no desempenho e qualidade dos sensores de imagem CMOS, tornará seu uso corrente em câmeras de alta definição (HD e HDTV) refletindo-se na diminuição de seu custo final.

66 Evolução Fotografia colorida tirada por Maxwell em 1877, usando pontos tingidos de extrato de batata como sensor de imagem

67 Compressão

68 Compressão Reduzir a redundância dos dados, de forma a armazenar ou transmitir esses mesmos dados de forma eficiente. O tipo de compressão aplicado pode ser com ou sem perda de dados.

69 Compressão sem perdas Normalmente aplicada em imagens em que a qualidade e fidelidade da imagem é mais importante do que seu tamanho. Faz uso de algoritmos em que a informação obtida após a descompressão é idêntica à informação original, antes de ser comprimida. É feito uma codificação da imagem. Exemplos deste tipo de compressão: GIF e TIFF

70 Compressão com perdas É utilizada nos casos em que a portabilidade e a redução da imagem é mais importante do que a qualidade. Geralmente se captura mais informações do que o olho humano detecta, e usa-se deste fato, podendo então desperdiçar dados "irrelevantes". Diminuição da qualidade próximo às bordas ou trocas de cor na imagem. Exemplo deste tipo de compressão: JPEG

71 Compressão JPEG Foto original Ampliação Foto comprimida Formato de compressão com perda de dados aplicado em imagens fotográficas. A perda de dados é proporcional ao fator de compressão desejado. A perda de qualidade tanto em informações de cor como em detalhes é alta, como se pode verificar claramente na ampliação.

72 Princípios de codificação de vídeo O vídeo é uma seqüência de imagens estáticas chamadas quadros. Os quadros devem ser capturados a uma taxa entre 24 e 30 quadros por segundo para dar a idéia de movimento continuo.

73 Princípios de codificação de vídeo A codificação de vídeo busca reduzir as informações redundantes no vídeo. Uma imagem é formada por uma matriz bi-dimensional de pontos, chamados pixels. Quanto maior o número de pixels, maior é a resolução e qualidade da imagem. Para imagens coloridas, cada pixel possui três componentes de cor. Existem diversos modos de representar esses componentes (RGB, YUV)

74 Representação YUV O CCD produz um conjunto de 3 sinais analógicos, cada sinal correspondendo a uma das cores básicas, contendo as informações de luminosidade e cor de cada pixel. Para economizar espaço, tanto nas informações transmitidas como nas geradas, o sinal RGB puro é convertido para sinal analógico YUV através de um circuito eletrônico no interior da câmera. No YUV são somente registradas as intensidades do vermelho e do azul. A intensidade do verde é derivada a partir da luminosidade total, levando-se em conta as intensidades anotadas do vermelho e do azul.

75 Representação YUV Y = 0.299R G B U = x (B - Y) V = x (R - Y) Se o sinal YUV está na forma digital e é convertido para analógico, recebe o nome de YPbPr. Por outro lado, quando o sinal YUV está no formato digital, recebe o nome de YCbCr.

76 Redundância psicovisual O sistema visual humano é mais sensível às informações de brilho do que de cor. Existem, aproximadamente, 20x mais bastonetes do que cones em nossa retina. Então não faz sentido representar brilho e cor com a mesma quantidade de dados. A relação de 1:1:1 nos componentes de cores YCbCr pode ser alterada para 4:2:2 ou 4:2:0. Y -> sinal de brilho Cb e Cr -> sinal de crominância

77 Redundância psicovisual Essa alteração se chama sub-amostragem ou downsampling. Com 4:2:2 a compressão é de 33%. Com 4:2:0 a compressão é de 50%.

78 Redundância psicovisual O sistema visual humano é pouco sensível às informações com freqüências elevadas e às informações com baixa amplitude. Então a imagem pode ser transformada do domínio espacial para o domínio das freqüências. Neste domínio, as baixas amplitudes e amplitudes de freqüências mais elevadas são eliminadas ou atenuadas pelo processo chamado quantização. Quanto maior a quantização, mais componentes de alta freqüência serão desprezados, comprimindo mais a imagem, porém, causando o aparecimento de blocos na imagem (pixels de maior tamanho).

79 Transformada do Cosseno

80 Transformada do Cosseno

81 Quantização

82 Redundância temporal Para a codificação de vídeo, cada uma das matrizes de cores é dividida em blocos de amostras. A maior parte dos padrões trata blocos de tamanho fixo com 8x8 amostras. Padrões mais novos são capazes de tratar blocos de tamanhos variáveis Vamos considerar: Macrobloco: conjunto de 16x16 amostras Bloco: conjunto de 4x4 amostras

83 Redundância temporal Quadros vizinhos temporalmente, possuem diversos pixels similares, ou idênticos. Se for considerado o movimento, isto é, pixels deslocados de um quadro para o outro, esta similaridade é ainda maior. Usando técnicas como codificação diferencial entra quadros (sem movimento) ou estimação de movimento, é possível reduzir drasticamente o número de bits usados para representar o vídeo.

84 Redundância temporal

85 Tipos de quadros Quadro I (Intraframe): compressão de um quadro individualmente, sem referencia a outros quadros (sem motion ). Equivalente ao JPEG. Quadro P (Interframe): compressão baseada na diferença entre o quadro anterior, que pode ser do tipo I ou do tipo P. Quadro B (Bidirecional): compressão baseada no quadro anterior e no posterior. São usados vetores de movimento (motion vectors) bidirecionais.

86 Predição Inter-quadro Blocos de tamanho variável. Precisão de ¼ de pixel. Predição de vetores de movimento. Múltiplos quadros de referência.

87 Visão geral

88 MPEG 4 É um padrão criado para suprir as necessidades da internet, pois transmite vídeo com umas qualidades superiores, comparadas ao MPEG-1, com uma taxa de bits muito menor. Para formar quadro de vídeo, o MPEG-4 suporta uma variedade de elementos transmitidos separadamente e combinados. Ou seja, ele permite a manipulação de objetos dentro do fluxo do vídeo. O que difere o sistema MPEG-4 do MPEG-2 é o conceito dos seus sistemas de transmissão. Isso propicia que o envio de partes diferentes de uma cena, como vídeo e áudio, por exemplo, sejam enviados separadamente e reagrupados por um decodificador. Assim, cada objeto pode ser codificado da melhor maneira possível.

89 H264 É um codec digital de vídeo que consegue altas taxas de compressão, feito sobre os moldes do MPEG 4, com diversas melhorias. O projeto H.264/AVC tinha como objetivo fornecer uma boa qualidade de vídeo a débitos binários mais baixos, mas de forma a que o aumento de complexidade não tornasse a implementação excessivamente cara. O H.264 pode ter uma performance radicalmente melhor do que MPEG-2 vídeo. Tipicamente obtém a mesma qualidade mas com metade, ou menos de metade, do débito binário.

90 MPEG 4 x H264 Comparação com outros padrões: Economia em taxa de compressão de diversos padrões em comparação ao MPEG-4.

91 MPEG 4 x H264

92 Vídeo entrelaçado A imagem formada em televisores é composta de linhas horizontais, sendo que a união de todas as linhas disponíveis forma a imagem por completo. O modo entrelaçado monta em cada passagem metade das linhas da tela, as linhas pares ou ímpares, formando a ilusão de uma resolução maior e transmitindo apenas metade da imagem formada. Primeiramente, o feixe de elétrons passa formando as linhas ímpares, levando para isso 1/60 de segundo. Após essa passagem inicial, o feixe retorna ao início, para então começar a formar as linhas pares, levando para isso iguais 1/60.

93 Vídeo entrelaçado Progressive Scan x Interlaced Scan Quando se da captura de imagens em movimento, os dois períodos de tempo necessários para formação de uma imagem completa se mostram excessivos. Após a formação do campo ímpar, o objeto filmado não mais estará no lugar original, só que ainda faltará a formação do campo par.

94 Vídeo progressivo O modo progressivo "varre" a tela inteira em uma única passada, transmitindo e exibindo todas as linhas da tela a cada atualização. As linhas ímpares e pares são combinadas e reproduzidas ao mesmo tempo, formando um quadro completo. Quase todos os discos DVD são do tipo entrelaçado, porque a maioria dos televisores só aceita esse modo. Por isso, foram desenvolvidos alguns métodos de criação de imagens progressivas a partir de uma fonte entrelaçada, chamado de-interlacing, dobrador de linhas, ou "scan conversion", entre outros.

95 Vídeo progressivo Progressive Scan x Interlaced Scan A varredura progressiva não pode ser utilizada com o conector RCA de vídeo comum (plug amarelo), estando disponível apenas para outros tipos de conectores, como o vídeo componente e o HDMI.

96 Parâmetros de imagem

97 Configuração da câmera Modificação de todos os parâmetros relacionados a imagem. São possíveis ajustes de exposição, dia e noite, nitidez, etc.

98 Exposição Modifica as configurações de qualidade e luminosidade da imagem. Permite uma ampla gama de combinações para a melhora de visualização da imagem.

99 Shutter Obturador Em câmeras fotográficas tradicionais, o shutter é mecânico, enquanto que em câmeras digitais o shutter é eletrônico. É uma corrente elétrica, denominada corrente de purge (apagar) percorre as linhas do CCD um pouco antes do ponto em que o mesmo está sendo lido. A variação desta distância é que permite o controle de uma menor ou maior exposição do CCD. Como este controle é eletrônico, não possui partes móveis, é possível obter-se velocidades elevadas. Determinando sua velocidade, controlamos quanto tempo o CCD estará exposto a luz.

100 Slow Shutter Sua velocidade é menor. O shutter mantem o CCD carregado por mais tempo. Utilizado em ambientes de baixa luminosidade. A imagem tende a ficar borrada, além de explicar o tremido das fotografias em geral.

101 Slow Shutter

102 Fast Shutter Sua velocidade é maior. O shutter mantem o CCD carregado por menos tempo. Utilizado em ambiente de boa luminosidade. A imagem tende a ficar mais escura. Ideal para imagens de objetos em movimento.

103 Fast Shutter

104 Exposição Variando o tempo de exposição do CCD, obtemos alterações no nível de intensidade luminosa da imagem. Isso pode ser útil para a visualização de imagens em ambientes escuros.

105 Exposição Menor tempo de exposição Maior tempo de exposição

106 Gráfico do Shutter

107 Configuração da câmera Permite o controle de velocidade do shutter, aumentando ou diminuindo o tempo de carga do CCD. Pode ser feito de maneira automática ou manual.

108 Modos de Shutter Shutter ESC Se o modo de íris for manual e o modo do shutter for ESC, o shutter recebe a prioridade mais alta para controlar a exposição automaticamente. Shutter Anti-Flicker (AFLK) A velocidade do shutter é fixada em 1/120. Shutter Manual A velocidade do shutter é ajustada manualmente.

109 BLC Backlight Compensation. Permite que a câmera encontre as melhores condições de imagem em qualquer ambiente e automaticamente dar a compensação de nível de luz necessária para a visualização de objetos sub-expostos. Utilizado para se obter imagens detalhadas em plano de fundo com luz forte.

110 BLC BLC ativado BLC desativado

111 BLC Com o BLC ativado, enxergamos melhor o rosto do garoto, porém acontece a saturação do plano de fundo, que já estava sob boa luminosidade

112 WDR Wide Dynamic Range Ajuda na obtenção de informações da parte escura sem saturação da parte clara. Combina um campo com alta velocidade de shutter em áreas claras, e outro com baixa velocidade em áreas escuras. Não existe delimitação de área, já que como o shutter é eletrônico, ele pode agir de maneira diferente em cada cavidade, criando dois campos de velocidades diferentes.

113 WDR WDR ativado WDR desativado

114 WDR Com o WDR ativado, podemos abservar o fundo da imagem que antes estava saturado devido a alta luminosidade

115 Configuração da câmera Ativa a compensação de luz de fundo para a visualização de objetos subexpostos. Pode possuir a função WDR dependendo do modelo da câmera.

116 WDR x BLC Somente com o WDR podemos observar o fundo da imagem e a mulher com nitidez

117 Day e Night O ICR (Infrared Cutfilter Removal) é usado quando a câmera opera no modo colorido para reprodução mais precisa das cores. Sob baixa luminosidade, a imagem da câmera é Sob baixa luminosidade, a imagem da câmera é convertida de colorida para monocromática automaticamente, além do ICR ser desativado, permitido o aumento da sensibilidade luminosa.

118 Day e Night Dia o filtro de IR é posicionado à frente do CCD, filtrando a radiação infravermelha, e a imagem da câmera é colorida. Noite o filtro de IR é removido da frente do CCD, permitindo a captura de radiação infravermelha, e a imagem da câmera é trocada automaticamente para preto-e-branco, melhorando sua visualização. Auto chaveamento automático de modo, de acordo com a luminosidade.

119 Day e Night

120 Configuração da câmera Faz uso função Day/Night da câmera. Nível Burst: Ajuste da amplitude do sinal de burst (cor) de vídeo. Modo Burst: Permite configurar se mesmo a imagem em preto e branco irá carregar consigo o sinal de burst.

121 Pass Filter Infrared Desenvolvido pela firma japonesa Kaya Special Optics inicialmente para testar a autenticidade de cédulas de dinheiro. A lente funciona permitindo somente que os raios infravermelhos refletidos dos objetos chegue ao interior da câmera e se transformem em imagem.

122 Pass Filter Infrared

123 Iluminação A luz é forma de energia radiante visível, sendo indispensável para sensibilizar o sensor CCD e a partir dele transformar as imagens em sinais elétricos. Logo, a qualidade de uma imagem depende do controle da entrada de luz no conjunto lente/câmera. A quantidade de luz é definida por LUX (Lúmens / m 2 ). Uma boa câmera Day-Night ou P&B (Preto & Branco) consegue captar imagem em noites de lua cheia. Porém, uma câmera colorida irá precisar de iluminação artificial para captar imagem nas mesmas condições.

124 Iluminação Para a correta visualização de uma imagem, uma câmera requer uma certa quantidade de luz produzida de uma forma natural ou artificial. Essa certa quantidade de luz está relacionada a sensibilidade do equipamento.

125 Sensibilidade Padrão que descreve a resposta da câmera para diferentes níveis de luminosidade. Está associada a luminosidade mínima necessária para a captura da imagem. A sensibilidade extendida aumenta a exposição da câmera em condições automáticas, para um determinado ambiente, fazendo com que ela precise de menos luz para capturar a imagem. Maior nível de sensibilidade está associada também a um maior nível de ruído presente. Comumente medida em padrões iso.

126 Configuração da câmera Pode ser normal ou estendida. Pode-se também desligar a sensibilidade, no caso da câmera operar sempre em locais bem iluminados.

127 Sensibilidade normal

128 Sensibilidade estendida

129 Sharpness A nitidez descreve a clareza de detalhes em uma imagem. Existem dois fatores para percepção da nitidez na imagem: resolução e acutância.

130 Sharpness

131 Sharpness Apesar de nenhuma das imagens terem tido sua nitidez modificadas com uso de software, a da esquerda aparenta ser mais suave e menos detalhada, por ter menos ruído que a outra.

132 Sharpness Imagem original Componentes de baixa frequência Componentes de alta frequência

133 Sharpness

134 Configuração da câmera Cria componentes de alta freqüência na imagem, tornando contornos e áreas de alto contraste mais definidas. Possui 16 níveis, e deve ser ajustado de acordo com a aplicação,pois nitidez implica em maior ruído.

135 Transformada do Cosseno

136 Transformada do Cosseno

137 Balanço de Branco Circuito eletrônico presente em praticamente todas as câmeras modernas. Processo para remover cores irreais, para que objetos que vemos como brancos a olho nu apareçam brancos na imagem. É levada em conta a temperatura de cor da fonte luminosa, que indica se a luz incidente é relativamente quente ou fria.

138 Energia de Cor

139 Temperatura de Cor O violeta é a cor vísível de maior temperatura por possuir a maior frequência do espectro visível. O vermelho é a cor vísivel de menor temperaura por possuir a menor frequência do espectro visível.

140 Faróis Xenon

141 Balanço de Branco O azul, mesmo sendo a cor de maior temperatura (não considerando a cor violeta), ela é considerada cor fria, pois nos passa sensação de frio. O contrário acontece com a cor vermelha. Mesmo ela sendo a cor de menor temperatura, ela é considerada cor quente, pois nos passa a sensação de calor. As imagens azuladas são mais frias, imagens avermelhadas são mais quentes.

142 Balanço de Branco Sensação de imagem mais fria Sensação de imagem mais quente

143 Balanço de Branco Como a imagem é predominantemente vermelha,a câmera acha que isso é causado por uma fonte de luz quente, então tenta compensar este fato esfriando a imagem, a azulando

144 Balanço de Branco Faz a configuração de balanço de branco da imagem. Pode ser feito de modo automático ou manual, além de possuir algumas configurações prédefinidas.

145 Modos de Balanço de Branco Auto ajuste automático utilizando informações de cor da tela inteira. ATW (Auto Tracing) ajuste automático utilizando uma faixa de cores maior. Indoor ideal para a visualização de imagens internas. Outdoor ideal para a visualização de imagens externas. Manual ajuste manual de vermelho e azul, em 255 valores.

146 Brilho Medida de intensidade luminosa por metro quadrado da imagem. É usualmente medido através da magnitude aparente, que é uma escala logarítmica. O valor de ajuste na câmera vai de 0 até 100.

147 AGC Controle de ganho da imagem. Quando o nível de luminosidade é muito baixo, o AGC torna a imagem mais clara automaticamente, tentando manter a amplitude do sinal de vídeo sempre constante.

148 SSNR Controle de redução de ruído da imagem. Sensação de arraste das imagens em movimento quando o sinal de vídeo é fraco (baixa iluminação). Efeito de imagem fantasmagórica.

149 Tipos de ruído

150 Ruído Fenômeno aleatório que perturba a transmissão correta das mensagens, estando sempre presente em sistemas eletrônicos, mesmo que seu nível seja baixo em relação ao sinal.

151 Ruído

152 Ruído Para as câmeras digitais, o sinal é a luz que atinge o sensor da câmera. Mesmo sendo inevitável, o ruído pode se tornar tão pequeno relativamente ao sinal que pode ser considerado inexistente. A razão entre o sinal e o ruído (SNR, do inglês signal to noise ratio ) é uma maneira útil e universal de comparar as quantidades relativas de sinal e ruído para qualquer sistema eletrônico. Razões altas terão pouco ruído visível enquanto o oposto vale para baixas razões.

153 Relação Sinal/Ruído SNR significativamente alta de modo que é possível separar a informação da imagem claramente.

154 Relação Sinal/Ruído SNR baixa, produzindo uma imagem onde a palavra signal e o ruído são comparáveis e, assim, mais difíceis de serem discernidos

155 Características do ruído Regiões mais claras têm um sinal mais forte pois têm mais luz, resultando em uma maior relação sinal/ruído. O ruído é mais visível nas partes de menor luminosidade, pois é menor a relação S/N.

156 Relação Sinal/Ruído Medida em db decibel. Para cálculos realizados com a potência (watt) do sinal e do ruído: S/N = 10 x log (Psinal/Pruído) Para cálculos realizados com a tensão (volt) do sinal e do ruído: S/N = 20 x log (Vsinal/Vruído)

157 Relação Sinal/Ruído Para um sistema onde a potência do sinal de vídeo é de 20 W e a potência do ruído é de 4 mw, temos a seguinte relação sinal ruído: S/N = 10 x log (Psinal/Pruído) S/N = 10 x log (20 / 0,004) S/N = 10 x log 5000 S/N = 10 x 3,7 S/N = 37 db

158 Ruído branco Tipo de ruído produzido pela combinação simultânea de sons de todas as freqüências, sendo chamado de branco por analogia a luz branca, que é obtida com a combinação simultânea de todas as freqüências cromáticas. É freqüentemente empregado para mascarar outros sons. É uma espécie de chiado incoerente que forma um fundo a toda sinalização eletrônica. Ele não pode ser removido, depende da temperatura e delimita a performance máxima teórica do canal.

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