Curso de Engenharia Cartográfica e Agrimensura Processamento Digital de Imagens I Turma A 2019/1 semestre Objetivo Geral: Conhecer técnicas de processamento de digitais que permitem extrair e identificar informações presentes (nas ) e melhorar a qualidade de determinados aspectos da imagem, de modo a facilitar a percepção humana e/ou proporcionar elementos para a posterior interpretação automática. Alvaro Muriel Lima Machado Departamento de Geomática alvaroml@ufpr.br Objetivos Específicos: Programa -Conhecer e implementar algoritmos de processamento de digitais -Processar digitais visando a melhoria da interpretação -Desenvolver métodos para a automação da extração de informações 1. Fundamentos de digitais 2. Realce de contraste 3. Filtragem 4. Correlação 5. Segmentação INTRODUÇÃO Interação da luz com o alvo Resposta espectral: sensibilidade dos cones Pomba (5); borboleta (4); tipo de camarão (12) 1
Fonte de luz (radiação eletromagnética) Interação da luz com o alvo Absorção reflexão, Faixa visível Espectro eletromagnético Transmissão Daltonismo Uma imagem é uma representação... - Desenho, pintura Objeto (3D) Imagem (2D) Nosso sistema visual é muito limitado para processar com precisão todas as informações que nossos olhos absorvem, portanto, ele funciona com base na interpretação mais provável. 2
Ilusões de Ótica Em raras ocasiões, o cérebro faz uma interpretação errada, fazendo com que percebamos algo de forma imprecisa: uma ilusão de ótica. Em outras ocasiões, pessoas diferentes podem perceber as coisas de formas diferentes. Ilusão de Zöllner Ilusões de Ótica Ilusão Ilusão de de Movimento movimento 13 14 Uma imagem é uma representação... - Desenho, pintura Objetos da cena Imagem Centro Perspectivo da Câmera Fonte de luz -Registro por meio de sensores Sistema de coordenadas da cena Objeto (3D) Imagem (2D) Imageamento: Aquisição de de objetos reais; Sintese de : Criação de representando objetos Regiões do Espectro eletromagnético Região passível de imageamento Região utilizada em sensoriamento remoto Região óptica imagem analógica Conversão Conversão A/D D/A Análise de dados Análise visual Coleta de dados Imagem digital Análise digital 3
Discretização imagem analógica Conversão Conversão A/D D/A Análise de dados Análise visual Quantização 2 n bits Coleta de dados Imagem digital Análise digital Bandas A análise de pode ser Processamento de digitais é... Uma tecnologia de aplicar algoritmos computacionais para processar uma imagem digital. -Visual -Digital O resultado pode ser: Características: -Capacidade de captar, processar e interpretar grandes volumes de dados de natureza visual Características: - Faz uso de algoritmos computacionais entrada: saída: resultado da interpretação Uma imagem Um conjunto de atributos ou descritores tais como áreas, classes... Passos Fundamentais em Processamento Digital de Imagens (adaptado de Gonzalez & Woods, 2008) Passos Fundamentais em Processamento Digital de Imagens (adaptado de Gonzalez & Woods, 2008) Base de conhecimento Base de conhecimento Domínio do problema Domínio do problema atributos de imagem atributos de imagem Aquisição da imagem Filtragem e realce de Restauração de Represen tação e descrição Aquisição da imagem Filtragem e realce de Restauração de Segmentação Processamento morfológi co Segmentação Processamento morfológi co Represen tação e descrição PDI 1 PDI 2 Processamento digital de Processamento digital de 4
Processamento de, computação gráfica e visão computacional Áreas afins: -Processamento de sinais - Computação gráfica - Visão computacional Descrições Imagens Aspecto Histórico: A introdução do sistema Bartlane de transmissão de via cabo submarino entre Londres e Nova York no início dos anos 20 reduziu o tempo requerido de mais de uma semana para de três horas no transporte de através do oceano Atlântico. Um equipamento especializado de impressão codificava as para transmissão a cabo, as quais eram então reconstruídas no terminal receptor. Dados/ descrição Imagem Computação Gráfica Síntese de Ocupa-se da produção de representações visuais a partir das especificações geométrica e visual de seus componentes; É uma das sub-áreas mais difundidas e geralmente confundida com a própria computação gráfica Área de CAD usa síntese de A figura ao lado foi transmitida dessa maneira e reproduzida numa impressora telegráfica contendo caracteres para a simulação de padrões de tons intermediários. Texto e extraídos do Livro Processamento de Imagens Digitais, Rafael C. Gonzalez e Richard E. Woods. http://www.jrrio.com.br/computacao-grafica/termos-e-conceitos.html Níveis de Processamento digital de -Os métodos de baixo nível geralmente usam pouco conhecimento sobre o conteúdo ou a semântica das. Envolvem operações como a redução de ruído, o aumento do contraste, a extração de bordas e a compressão de. -Os métodos de alto nível envolvem tarefas como a segmentação das em regiões ou objetos de interesse, descrição desses objetos de modo a reduzi-los a uma forma mais apropriada para representar o conteúdo da imagem e reconhecimento ou classificação desses objetos. OBJETIVOS DE SE TRABALHAR COM IMAGENS DIGITAIS: - Melhorar a informação pictorial para interpretação humana (processamento de ). -Obter informações para fins de automação de processos (processamento de, visão computacional, visão artificial,...). Baixo Entrada: imagem; Saída: imagem Médio Entrada: imagem; Saída: atributos extraídos das (bordas, contornos, identificação de objetos) Alto Pessoas andando com guarda chuva Processamento de Visão computacional 5
Pesquisar: a) Elementos de interpretação visual : quais são e sua importância na análise de b) Elementos de digitais : - definição de pixel -resolução e seus aspectos, analisando sua relação com a qualidade de digitais. c) Comparar a análise visual de com a análise digital de : salientar as vantagens e desvantagens de cada uma. Prazo: até o dia 11/03 6