[2CTA121] Processamento de Imagens em Alimentos: Conceitos e Aplicações Dr. Sylvio Barbon Junior PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DE ALIMENTOS - UEL 2016
Assunto Aula 1 Introdução ao Processamento de Imagens 2 de 21
Sumário Introdução Imagem Digital Ultrassom Infravermelho Tomografia Áreas da Computação ImageJ 3 de 21
O que é imagem? Uma imagem pancromática é uma função de intensidade de luz 2D, f (x, y), onde x e y são as coordenadas espaciais e o valor de f é a proporção de brilho em um ponto da cena. Uma imagem multispectral, f (x, y) corresponde a um componente da banda espectral. Uma imagem em tons de cinza corresponde somente aos valores de brilho relacionada à cena. Como uma imagem digital é formada? Uma imagem digital é adquirida por meio de sensores de luz que capturam a intensidade incidente sobre eles. A informação capturada é convertida em uma unidade digital de imagem, o pixel. 4 de 21
5 de 21 Figura: Sensores RGB [fonte:petrou & Petrou 2010]
6 de 21 Figura: Espectro Eletromagnético [fonte:sun 2007]
Figura: Sensores RGB [fonte:petrou & Petrou 2010] 7 de 21
Durante a aquisição podemos controlar dois tipos de características: Amostragem:Quantos pontos reais serão absorvidos por pixel. Exemplo dpi do scanner Quantização:Quantos bits serão utilizados para repreentar cada pixel. Resolução espacial: Quantos pixels para armazenar uma cena. Qual será o tamanho final da minha imagem digital? b = N N m, com 2 m tons de cinza. Exemplo: Uma imagem 512 512 e 256 tons de cinza (2 8, m = 8) são necessários 2.097,152 bits (262,144 Bytes). 8 de 21
9 de 21 Figura: Diferentes resoluções [fonte:petrou & Petrou 2010]
10 de 21 Figura: Diferentes quantizações [fonte:petrou & Petrou 2010]
Uma das preocupações durante a aquisição é o seu controle. O controle do ambiente está ligado à: Temperatura da cor (Lâmpada); Posição da fonte luz (Ângulo de incidência); Tipo do sensor utilizado (CMOS - complementary metal oxide silicon ou CCD - charge couple device); 11 de 21 Figura: Diferentes geometrias para incidência de luz [fonte:sun 2012]
Figura: Temperatura da luz e comportamento espectral [fonte:sun 2012] 12 de 21
Imagens de Ultrasom: Tem como base propriedades acústicas relacionadas às densidades dos materiais. São utilizados por exemplo na previsão de gordura intramuscular e qualidade de frutas. Recentemente alguns estudos mostram a detecção de água, proteína e composições químicas. Referência: J.A. Cárcel, J. Benedito, C. Rosselló, A. Mulet, Influence of ultrasound intensity on mass transfer in apple immersed in a sucrose solution, Journal of Food Engineering, Volume 78, Issue 2, January 2007 13 de 21
Imagens Infravermelho: É uma alternativa as imagens tradicionais (espectro visível) e ultrasom. Em regiões de 700-1000nm pode-ser observar o espectro IR, estas são chamadas de imagens termográficas. A teoria é baseada na radiação térmica dos objetos e a respectiva relação com a temperatura. 14 de 21
Figura: Avaliação de marmoreio por ultrassom [fonte: site de internet] 15 de 21
Imagens Infravermelho: É uma alternativa as imagens tradicionais (espectro visível) e ultrasom. Em regiões de 700-1000nm pode-ser observar o espectro IR, estas são chamadas de imagens termográficas. A teoria é baseada na radiação térmica dos objetos e a respectiva relação com a temperatura. Referência: Pawel Staroń et al., Residues from the thermal conversion of waste from the meat industry as a source of valuable macro- and micronutrients, Waste Management, Volume 49, March 2016 16 de 21
Figura: Imagem infravermelho de resíduos da produção de aves [fonte:staroń et al. 2016] 17 de 21
Imagens tomográficas: Importante para análise de informações que não estão presentes na superfície do objeto. A ideia é mapear um objeto em três dimensões poder observar mais características. Os dispositivos de aquisição são normalmente mais caros do que os anteriores comentados. Letitia Schoeman et al., X-ray micro-computed tomography (CT) for non-destructive characterisation of food microstructure, Trends in Food Science Technology, Volume 47, January 2016 18 de 21
Figura: Tomografia computadorizada para caracterizar alimentos [fonte:schoeman et al. 2016] 19 de 21
Áreas da Visão Computacional 20 de 21
ImageJ ImageJ é um software Open Source para processamento de imagens. O ImageJ permite a criação de macros e apresenta diversos plugins para utilização em pequisas científicas e tarefas especializadas. O ImageJ pode ser baixado em: http://imagej.net/welcome 21 de 21