Imagem Digital. Claudio Carvilhe

Transcrição

1 Imagem Digital Claudio Carvilhe

2 Imagem Digital Roteiro Introdução. Pixel. Resolução espacial. Cor. Processamento de imagens.

3 Introdução Informação Visual: Imagem vista na tela. Informação Descritiva: Modelo matemático que representa os objetos visualizados.

4 Áreas de estudo Processamento de imagens: As operações são realizadas em imagens e produzem imagens. Exemplo: Computação Gráfica: As operações são de SINTESE de imagem (visualização do modelo). Exemplo: Visão computacional: As operações são de ANÁLISE de imagem (dos objetos contidos na imagem e geração de modelos matemáticos). Exemplo:

5 Diferenças Processamento de imagens: Computação Gráfica: Modelo: Matriz de dados para armazenar as cores de cada ponto; Características: Comumente utiliza imagens matriciais; Não há distinção dos objetos contidos na imagem. Softwares comuns: Photoshop, Gimp, etc... Modelo: Sistemas de coordenadas cartesianas; Características: Comumente utiliza imagens vetoriais; Objetos podem ser escalados, rotacionados, etc... Softwares comuns: AutoCad, Coreldraw, etc...

6 Processamento de imagens Tarefas básicas:

7 Contínuo & Discreto Função contínua: É a representação fiel do mundo real; Teoria da corda sem emendas. Quando há uma cisão sempre haverá o que cortar; Exemplo:

8 Contínuo & Discreto Função discreta: É a simulação da função continua no computador; Se dá por um processo simples de tomar valores pontuais ao longo de x, obtendo o respectivo f(x). Amostragem: É a discretização do eixo x; Quantização: É a discretização de f(x). Importante: Não podemos armazenar um sinal que se estenda indefinidamente. Assim sendo, o sinal digital está limitado a um intervalo de domínio.

9 Paradigma dos 4 universos

10 Paradigma dos 4 universos No Processamento de imagens:

11 Contínuo & Discreto Função discreta: É a simulação da função continua no computador; Se dá por um processo simples de tomar valores pontuais ao longo de x, obtendo o respectivo f(x). Amostragem: É a discretização do eixo x; Quantização: É a discretização de f(x). Importante: Não podemos armazenar um sinal que se estenda indefinidamente. Assim sendo, o sinal digital está limitado a um intervalo de domínio.

12 Introdução Imagem Matricial A imagem matricial (ou raster) possui tamanho definido (resolução, número de linhas e de colunas), seu elemento básico é o pixel. O nome vem da tecnologia de visualização utilizada no passado (CRT, ou tubo de raios catódicos), a construção da imagem nestes dispositivos é por varredura (Raster Scan). Origem: Máquinas fotográficas, Scanners, Aplicativos de Desenho/Pintura.

13 Introdução Imagem Vetorial A imagem vetorial é representada por um conjunto de primitivas geométricas que compõem a imagem, a visualização exige um processo de construção dos pixels. A resolução não é fixa, o limite é dado pelo aplicativo de visualização. Origem: Aplicativos de Desenho ou processos de Vetorização de Imagens.

14 Pixel Um Pixel (Picture Element) consiste no menor elemento de informação de uma imagem digital; Num dispositivo de exibição (como o monitor), consiste no menor elemento ao qual pode ser atribuída uma cor; A quantidade de pixels de uma imagem tem relação direta à qualidade da mesma quanto mais pixels, mais próximo vai estar da imagem original (não quer dizer que uma imagem com muitos pixels necessariamente tem qualidade!);

15 Pixel - Topologia Em termos teóricos um pixel é representado por um quadrado que assume determinada cor; Os pixels são todos dispostos em uma grade (ou matriz) de forma adjacente;

16 Pixel - Topologia Fonte:

17 Resolução espacial Corresponde ao nível de detalhamento comportado por uma imagem digital que pode ser mensurado de diversas formas; Resoluções mais altas significam mais detalhamento na imagem (maior número de pixels); Formula básica: Qualidade da amostra = Número de pixels / Tamanho real

18 Resolução espacial A forma de se aplicar o termo depende da aplicação; Alguns padrões: Monitores: Exemplos: 640x480, 1024x768 (pixels) Impressoras: Exemplos: , 1200x1200 (pontos por polegada ou dpi) Câmeras digitais: Exemplos: 12.2, 16.1 (megapixels)

19 Atividade prática Edição de imagens (tons de cinza):

20 Atividade prática Processamento de imagens Acessar no eureka: O software IMLAB; Pasta IMAGENS (para edição). Tópicos da atividade: Histograma; Matriz de pixels; Equalização; Limiarização, etc...;

21 Cor É uma onda eletromagnética, matematicamente representada por por uma função; As cores são percebidas por um número finito de sensores; O conjunto de sensores é dito modelo de representação; Cada sensor é dito componente.

22 Cor Paradigma dos 4 universos

23 Cor Representação Representação básica: 1 byte para cada componente; Como um byte é composto de 8 bits: 2 8 = 256 possibilidades. Se assumirmos que são 3 componentes: 2 24 = 16 milhões de possibilidades (aproximadamente).

24 Cor IMPORTANTE: Experimentos indicam que o ser humano é capaz de reconhecer cerca de 400 mil cores; Conclui-se que a faixa de 16 milhões de possibilidades é muito superior ao necessário; Padrões são necessários, para os programas de processamento de imagens.

25 Cor IMPORTANTE: O sistema visual humano representa as cores do espaço espectral em um espaço tricromático. Isto significa que três amostras (nas faixas correspondentes ao vermelho, verde e azul) é suficiente para os propósitos de reconstrução perceptual.

26 Cor Representação Um pixel (considerando os monitores coloridos) é composto por um conjunto de 3 pontos: Vermelho, verde e azul (R, G, B); Cada ponto contempla 256 tonalidades distintas. A combinação destes 3 pontos possibilita a criação de mais de 16 milhões de cores.

27 Cor Representação Visão geral de um bitmap:

28 Cor Representação Representação interna deste mesmo bitmap:

29 Cor Sistemas de Cores Sistema Aditivo: Formado pelas três cores primárias da luz (azul, vermelho e verde); Leva este nome pois a adição das três cores primárias forma à luz branca; O sistema aditivo é comumente conhecido como sistema RGB; É utilizado por imprensas (para impressão), fotocopiadoras, etc...

30 Cor Sistemas de Cores Sistema Subtrativo: Formado pelas três cores primárias ciano, magenta, e amarelo; Leva este nome pois a mistura das cores primárias tendem ao preto; O sistema subtrativo é comumente conhecido como sistema CMYK (sendo k o preto); É utilizado na.