As imagens. Representação digital de imagens. P rocessamento da imagem

Transcrição

1 As imagens

2 As imagens Representação digital de imagens Dispositivos gráficos P rocessamento da imagem

3 Representação digital de imagens Resolução espacial de imagens: pixel unidade de imagem, usada para medir resolução gráfica; visão humana cerca de 3000 x 3000 pixels; fotografia até 8000 x 8000 pixels.

4 Representação digital de imagens Resolução espacial de imagens: vídeo NTSC: 512 x 480 pixels / quadro; monitores VGA: 320 x 200 (256 cores), 640 x 480 (16 cores); monitores SVGA: 640 x 480, 800 x 600, 1024 x 768; vídeo HTDV: 2000 x 1100.

5 Representação digital de imagens A visão humana da cor: espectro visível: 400nm (violeta) a 700nm (vermelho); quase todas as cores podem ser obtidas por combinação linear de três cores básicas; picos de sensibilidade ao espectro: verde, vermelho e azul (este muito menor).

6 Representação digital de imagens O sistema aditivo (RGB): cores fundamentais vermelho, verde, azul; baseado nos picos de sensibilidade ao espectro; funciona por combinação aditiva soma de luzes; utilização: monitores, projetores

7 Representação digital de imagens O sistema aditivo (RGB):

8 Representação digital de imagens Decomposição RGB

9 Representação digital de imagens O sistema subtrativo (CMY): cores fundamentais ciano, magenta, amarelo; funciona por combinação subtrativa: mistura de pigmentos; utilização impressão, fotografia; é usada a variante CMY K devido à dificuldade de obter pigmentos com alta pureza de cor.

10 Representação digital de imagens O sistema HLS: usado para especificação de cor por usuários humanos; a intensidade ou luminância medida da energia luminosa; o matiz medida do comprimento de onda dominante;

11 Representação digital de imagens O sistema HLS: a saturação medida da pureza da cor; o preto representa a ausência de energia (baixa luminância); o branco representa a impureza da cor (baixa saturação).

12 Representação digital de imagens O modelo HLS de cores:

13 Representação digital de imagens Caixa de seleção de cores baseada nos modelos HLS e RGB:

14 Representação digital de imagens Decomposição HLS

15 Representação digital de imagens RGB Sistema Aditivo (emissão) CMY Sistema Subtrativo (Absorção) HLS Técnicas Físicas (matriz, luminância e Saturação) O sistema CIE (XYZ): padrão internacional de especificação de cor; baseado em propriedades físicas; as cores primárias (X, Y, Z) são imaginárias.

16 Representação digital de imagens O modelo CIE (XYZ) de cores

17 Representação digital de imagens O sistema CIE (XYZ): as cores espectrais puras são representadas por uma curva em forma da ferradura; a base da ferradura (magenta) representa cores não espectrais; o branco é um ponto no interior da ferradura ponto B ; as demais cores são também pontos interiores.

18 Representação digital de imagens Propriedades de um ponto no sistema CIE (XYZ): a saturação corresponde à distância do ponto branco (B); o matiz corresponde à intersecção da reta que passa pelo ponto com a ferradura; Se a intersecção cai na Base (purpura) calcula se da dominante complementar. a luminância corresponde ao eixo z.

19 Representação digital de imagens Determinação do matiz dominante

20 Representação digital de imagens As gamas: conjuntos de cores que podem ser obtidas por combinação das primárias de um sistema; representadas por retas (gama de 2cores) ou triângulos (gama de 3 cores) no diagrama CIE; cada meio reproduz corretamente apenas sua gama.

21 Representação digital de imagens Gamas no modelo CIE: Fotografia

22 A gama dos monitores é maior que o da TV, o que significa que as cores saturadas produzidas em um sistema de computação gráfica não serão aceitáveis pelos padrões da televisão o que acarretará em cores distorcidas. Pergunta que não quer calar!!! Para que existe a visualização de impressão?????????????????????????????????????????

23 Representação digital de imagens Codificação das cores: Como a capacidade humana de distinção visual de cores é da ordem de centenas de milhares, há uma certa redundância de cores em sistemas de 24 bits. Uma alternativa mais barata é usar 5 bits por cor, um sistema de 15 bits = 32,768 cores. A codificação pode também não ser simétrica; o olho humano é bem menos sensível ao azul do que às outras primárias, e o o azul pode ser sacrificado.

24 Representação digital de imagens Codificação das cores: em sistemas de cor verdadeira, o valor do pixel é a combinação dos valores dos canais; em sistemas de paleta, o valor do pixel é um índice na tabela de cores; o canal alfa: pode ser usado para representar a transparência de um pixel.

25 Dispositivo Gráficos Os dispositivos de saída gráfica são aqueles que fornecem ao usuário humano a apresentação das imagens geradas pelo computador. Compreendem: Dispositivo Interativos Dispositivo de Cópia Permanente (Hard Copy) Os principais dispositivos são os monitores baseados em tubos de raios catódicos.

26 Dispositivos Outras tecnologias Matrizes de dispositivos de cristal líquido (LCDs) Computadores portáteis e Paineis gráficos Funcionam por reflexão ou transmissão de uma fonte de luz através de pequenas células. Opacidade é controlada pelo adaptador gráfico. Baixo consumo de Energia. Custo é bem superior Exite limitação na reprodução de cores.

27 Dispositivos Outras tecnologias Matrizes de diodos eletroluminescentes (LEDs) Paineis gráficos Devem ser lidos em situações de baixa iluminação Emite luz Própria P ainéis de P lasma Telas grandes e planas Essas tecnologia apresentam vantagens de peso e volume menores do que a dos tubos de raios catódicos.

28 Dispositivos de Cópia Permanente Permitem o armazenamento de imagens fora do sistema de computação, registrada em papel ou em outro meio físico. Traçadores de gráficos (pltters) Desenham por linha e não por pixels (dispositivos vetoriais) Aplicação técnica desenhos grandes. I mpressoras Matricial gera imagem pixel por pixel Laser similar a xerox grande volume Jato de Tinta pequeno volume

29 Dispositivos de Cópia Permanente Registradores de Filmes Gravam as imagens diretamente em filmes fotográficos, imagens de alta resolução com ampla gama de cores. Possibilidade de pós processamento fotográfico convencional. Gravadores de Vídeo Usado para registro de imagens animadas em meio magnético.

30 Tubos de raios catódicos Os monitores atuais possuem tubos de raios catódicos do tipo dispositivo de refrescamento. O fósforo da tela só retém a luminosidade por um pequeno tempo de persistência, após ser atingido pelo feixe de elétrons. A imagem deve ser restaurada, ou refrescada, a partir da leitura de uma memória de imagem ( frame buffer)

31 Arquitetura de Sistemas Gráficos Sicronismo Parâmetro de Varredura Varredura Entrelaçada

32 Dispositivos de varredura: a imagem é gerada por varredura seqüencial da memória de imagem e do monitor; quadro ( frame ) imagem gerada em um ciclo de refrescamento uma tela completa; cintilação piscamento que ocorre quando a taxa de refrescamento é insuficiente. quadros são separados pelo retraço vertical e divididos em linhas; linhas são separadas pelo retraço horizontal e divididas em pixels.

33 Dispositivos gráficos Tipos de varredura: progressiva linhas são lidas em ordem crescente, como na maioria dos monitores; entrelaçada o quadro é dividido em dois campos (linhas pares e linhas ímpares), como na TV

34 Dispositivos gráficos Varredura progressiva LI NHAS DE VARREDURA RETRAÇO HORI ZONTAI S (dividido em pixels) RETRAÇO VERTI CAL (dividido em linhas) O CONJUNTO REP RESENTA O QUADRO

35 Parâmetro de Varredura Os monitores de TV brasileira trabalha com uma freqüência de varredura vertical de 60 quadros por segundo. Coincidência com a freqüência da rede Uma freqüência de refrescamento de pelo menos 50 hz é necessária para evitar a cintilação (flikers), o que se traduz em pulsação indesejável da imagem. Projetos mais modernos independe da freqüência da rede e freqüência verticais de 70 Hz ou mais são utilizados para conseguir imagens de maior estabilidade, reduzindo o cansaço visual.

36 Freqüência típica de monitores Sistema Freqüência Vertical Freqüência Horizontal Faixa de Passagem TV 30 Hz 15,75 khz 4 MHz VGA 60 Hz 31 khz 11 MHz SVGA 72 Hz 60 khz 35 MHz FH = FV x N de Linhas FP = (FH x Pixels por N Linhas x n de bits) / 2 A faixa de passagem é o parâmetro fundamental do custo do monitor

37 Varredura entrelaçada Um artifício para reduzir pela metade a faixa de passagem consiste em refrescar alternadamente os conjuntos das linhas pares e das linhas ímpares, chamados de campos dos quadros P odemos assim usar freqüência de 30 quadros por segundo sem que a cintilação seja muito perceptível. Em imagens artificiais a cintilação desse sistema pode ser incômoda, em retas horizontais Uso restrito à TV

38 Processamento da imagem Formatos de imagens: Os formatos de imagens sempre partem da representação desta como um arranjo retangular de pixels. mapas de pixels = arranjos retangulares de pixels; mapas de bits = mapas de pixels com 1 bit/pixel.

39 Processamento da imagem Características dos formatos de arquivos de imagens: número de cores suportadas 256 à 16milhões de cores. Resoluções 320x200(VGA) podendo chegar às resoluções de milhares de linhas Filmes fotográficos. Popularidade de grande difusão e aceito por diversos fabricantes. Grau de compressão reduzir consideravelmente o tamanho dos arquivos.

40 Processamento da imagem Formatos tradicionais de imagens a nível de pixels. Formato P CX : padrão de muitos aplicativos DOS. Formato BMP : padrão do Windows. Formato TGA: padrão das placas Targa. Formato TI FF: padrão independente de fabricante para imagens de alta resolução. P CD: usado em Photo CD, com múltiplas resoluções.

41 Processamento da imagem Principais formatos de imagens a nível de pixels. Formato GI F: padrão de intercâmbio de imagens. Formato JP G: imagem no padrão JP EG, orientado para imagens fotográfica, grande poder de compressão com perdas Formato P NG: alternativa ao GIF para distribuição de imagens comprimidas sem perdas.

42 Processamento da imagem Compressão com perdas: detalhes que a visão humana não percebe, ou percebe apenas com dificuldade; taxa de perda é um parâmetro da compressão: quanto maior a perda admitida, maior compressão se consegue.

43 Operação sobre Imagens Processamento no domínio espacial Operação sobre os pixels isolados de cada imagem Exemplos: armazenamento e recuperação de imagens, recorte, copia e colagem de áreas, conversão de formatos de imagem, combinação, retoques, pintura sobre a imagem e redução de cores.