TE073 PDS II Programa de Graduação em Engenharia Elétrica

TE073 PDS II Programa de Graduação em Engenharia Elétrica Prof. Alessandro Zimmer zimmer@eletrica.ufpr.br www.eletrica.ufpr.br/~zimmer/te073 Processamento Digital de Imagens

Metodologia - Apresentação: Aulas expositivas sobre o conteúdo versado, com aplicações em laboratório de informática. - Avaliações: Projetos em computador.

PDI Lena

Problema PDI Aquisição Extração de Primitivas Préprocessamento Interpretação Segmentação Solução

PDI: Aplicações

Introdução Imagem: Função de intensidade luminosa (brilho) f ( x, y) i( x, y) r( x, y) para 0 ( x, y) e r( x, i 0 y) 1 (iluminância e reflectância)

Imagem

Imagem: Aquisição

Imagem Imagem = Amostragem + Quantização f(x, y) f(x, y) f ( x, y) f(x, y) x 1 N,y 1 M é um pixel (picture element). f(0,0) f(0,1) f(0, N 1) f(1,0) f(1, N 1) f(m f(m f(m 1, 1,0) 1,1) N 1)

Imagem Imagem = Amostragem + Quantização Imagem contínua x Imagem digitalizada

I m a g e m

Imagem Digital: Representação

Imagem Imagens Monocromáticas: A intensidade de f no ponto (x,y) é chamado nível de cinza do ponto. A escala de valores máximos e mínimos de f(x, y) é chamada escala de cinza L,. min L max L f(x, y) min L max

Imagem A resolução espacial é densidade de pixels da imagem, ou seja, a quantidade de pixels em um dado espaço (ppm, dpi). Profundidade da imagem (b): b L 2 Ex: Se L=256, escala 0~256, b=8 bits/pixel.

Imagem: Efeito da Resolução 1250dpi, 300 dpi, 150 dpi, 72 dpi

Imagem: Efeito da Profundidade 256, 128 64, 32 níveis de cinza

Imagem: Efeito da Profundidade 16, 8 4, 2 níveis de cinza

Sistema Visual Humano

Sistema Visual Humano Pupila Músculo ciliário Iris Humor Vítreo Fovea Lentes do olho Retina Eclerótica Parte da testa (Tempora Córnea Humor Aquoso Nervo Óptico Parte do nariz (Nasal) Ligamento de suspensão Coróide

SVH: Córnea Córnea A parede de fora do olhos é formada pela esclerótica branca, Esclerótica rígida. A córnea é a a porção transparente da esclerótica. 2/3 da refração ocorre na córnea.

SVH: Iris e Pupila Íris Pupila A íris (colorida) controla o tamanho da abertura (pupila) onde entra a luz. A pupila determina a quantidade de luz que entra no olho. Íris aberta Pupila dilatada Íris fechada Pupila contraída

SVH: Lentes Músculo ciliário Lentes Ligamento De suspensão Fibras Corte das lentes do olho A lente do olho é feita de fibras transparentes formando uma membrana. É suportada pelo chamado ligamento de suspensão. Usada pelo olho como um mecanismo de focagem fina, disponibiliza1/3 da potência total de refração do olho. Índice de refração não uniforme.

SVH: Acomodação Objeto distante Objeto próximo Músculo relaxado Ligamentos tensos Músculo contraído Ligamentos frouxos Os ligamentos de suspensão ligam a lente ao músculo ciliário. Quando o músculo contrai, a lente fica mais bojuda para trás, diminuindo a sua distância focal. Este processo no qual a lente muda de forma para focar é chamado acomodação.

SVH:Humor Aquoso e Humor Vítreo Humor Aquoso Humor Vítreo Líquido transparente e gelatinoso que enche a cavidade do olho. Fornece os nutrientes para a córnea e para as lentes do olho. Também ajuda a manter a forma do globo ocular.

SVH: Retina Fovea A Retina é o detetor fotosensível do olho. Existem dois tipos de receptores Retina na retina: bastonetes (sensíveis à luz) e cones (sensíveis às cores). Localizada no centro da retina, a fovea tem uma grande concentração de cones. Através do nervo óptico são Nervo óptico enviados sinais dos receptores para o cérebro.

SVH: Camada Plexiforme Camada plexiforme Fovea Nervo óptico Luz fotoreceptores Coróide A retina é composta de três camadas: Camada plexiforme é uma rede de nervos que transportam os sinais que saem dos fotoreceptores Fotoreceptores. A Coroide disponibiliza alimentação aos receptores e absorve qualquer luz que não seja absorvida pelos fotoreceptores.

Sistema Visual Humano Formação da Imagem Controle da Exposição Detecção Processamento Córnea Lentes Íris/pupila Retina Cérebro

Sistema Visual Humano

Sistema Visual Humano Sensibilidade dos Bastonetes

Sistema Visual Humano Cones

Sistema Visual Humano Formação das Imagens

SVH: Espectro

SVH: Curva de Resposta

SVH: Resposta à Frequência

Line Spread Function SVH: Resposta à Impulso 1D A B C D Brilho atenuado Degrees

SVH: Efeito de Bandas Mach

Intensity SVH: Efeito de Bandas Mach C D Interação espacial entre a luminância de um objeto e o seu ambiente A B

SVH: Contraste Simultâneo

SVH: Outros Efeitos

Processamento Digital de Imagens Operações -Transformações e filtragem espacial. -Transformações e filtragem frequencial.

PDI: Operações Espaciais Soma, subtração, multiplicação, divisão, operações lógicas; Correção do Gamma; Transformações Lineares; Histograma equalização, redução de níveis de cinza, limiarização, etc. Conectividade e distância. Transformações Pontuais

PDI: Operações Diferença

PDI: Operações Multiplicação para Correção de Sombra

PDI: Operações Multiplicação para Segmentação

PDI: Operações Inversão

PDI: Operações Operações Aritméticas e Lógicas 17/03/2015

Há poucas aplicações para a multiplicação de imagens. A aplicação mais comum é o uso de imagens máscara, ou seja, multiplicar uma imagem por uma máscara binária (imagem composta apenas por 0 e 1) a fim de eliminar por completo certas regiões da imagem.

OR Operações Lógicas: OR

Operações Lógicas: NOT Imagem Original Imagem Após Operação NOT

PDI: Operações Operações de Transformação 17/03/2015

PDI: Operações Alterações de Contraste

PDI: Operações Correção Gama

PDI: Operações

PDI: Operações Gamma original, 0,6 0,4 e 0,3

PDI: Operações Gamma original, 3 4 e 5

PDI: Funções Lineares por Partes

PDI: Funções Lineares por Partes Contrastes Baixo Médio Alto

PDI: Funções Lineares por Partes

PDI: Fatiamento por BITS

PDI: Fatiamento por BITS Planos 7, 8 6, 7, 8 5, 6, 7, 8

PDI: Operações Remoção do LSB Um bit faz a diferença!

PDI: Operações Tarefa (para 31/03/2015, em dupla): Fazer um programa, em qualquer linguagem de programação, capaz de: - Ler e mostrar duas imagens quaisquer; - Somar e subtrair as mesmas; - Aplicar a correção Gama desejada em uma das imagens; - Selecionar os planos de bits a serem visualizados, considerando imagens com profundidade igual a oito.