Processamento de Imagem


        8º Semestre



Prof. Fábio Campinho
Dinâmica da Aula

 Aula prática em laboratório na terça-feira
 Aula teórica em sala de aula na sexta-feira
Ementa

 Imagens e o processamento digital.
 Digitalização e visualização de imagens.
 Transferência e Armazenamento de
 imagens.
 Processamento de Imagens.
 Análise espectral, filtragem digital e técnicas
 de restauração de imagens.
Bibliográfia

 Bibliografia Básica:
 GONZALEZ, Rafael C., WINTZ, Paul. Digital
 Image Processing . EUA, 1997.

 Bibliografia Complementar:
 CUNHA, Gilberto José et al. Computação e
 suas aplicações em CAD. São Paulo: Atlas,
 1987.
Ferramentas

 Mathlab
 Visual Studio C#
Avaliações

 Prova teórica (1ª. Unidade)
 Apresentação de Trabalho digital de imagem
 Prova teórica (2ª. Unidade)
Mini Curriculum
 Analista de Sistemas com 13 anos de
 experiência
 Bacharel em Desenho com Ênfase em
 Computação Gráfica
 Pós Graduado em Sistemas Distribuídos e
 WEB
 Colaborador da Revista Codificando.NET
 Diretor de TI da INSIX Soluções Inteligentes
 Professor de Computação Gráfica e
 Processamento de imagens da Dom Pedro II
Processamento de Imagem

 Processamento de imagem é qualquer forma de
 processamento de dados no qual a entrada e saída são
 imagens tais como fotografias ou quadros de vídeo. Ao
 contrário do tratamento de imagens, que preocupa-se
 somente na manipulação de figuras para sua
 representação final, o processamento de imagens é um
 estágio para novos processamentos de dados tais como
 aprendizagem de máquina ou reconhecimento de
 padrões. A maioria das técnicas envolve o tratamento da
 imagem como um sinal bi-dimensional, no qual são
 aplicados padrões de processamento de sinal.
Dia a Dia

 Fotografia e Impressão
 Satélite
 Meteorologia
 Medicina
 Transito
 Reconhecimento biométrico
História

 “Uma imagem vale mais que 1000 palavras”
 (Autor Desconhecido)
 Áreas de Aplicabilidade
   Aperfeiçoamento da percepção humana
   Processamento dos dados das imagem para
   transmissão, armazenamento e representação
   para máquinas autonomas.
 Cabo Bartlane: Londre a Nova York
   5 niveis de cinza: 1922
   15 níveis de cinza: 1929
Fatos Importantes

 1948: Transistor
 1950-1960: Circuito Integrado
 1960: S.O.
 1970: Micropocessador
 1979: Tomografia (Nobel de Medicina)
 1980: PC Personal Computer
 1984: S.O. Gráfico (MAC)
Espectro Eletromagnético
Spectro Eletromagnetico

 Gama - 5 nm a 1 fm/1 am – Ficção – Hulk
 Raio X – 1nm a 5 pm – 1895
 Ultravioleta – UV Próximo 380 nm 200nm –
 UV Distante 200 nm 10 nm – UV Extremo – 1
 nm 31 nm
  Luz Negra – 380 nm a 420 nm – Atrair insetos,
  dinheiro falso, decorações boates.
Infravermelho

 Infravermelho – 1800 – Utilizado para troca de
 informações entre computadores, celulares e outros
 eletronicos.
 Microscópios Fluorescente (Meado do Século XX)
 Imagens Biológicas
 Observações Astronômicas
Radar

 Radar – 1904 – oscilador, trasmissor e
 modulador.
 Nuvens
 Vegetação
 Gelo
 Areia Molhada
 Utiliza Antena e Processamento em
 computador
Spectro Eletromagnetico

 FM – Modulador de Frequencia
 TV – 1924 – Londres
 Ondas curtas - 3000kHz a 30.000 kHz (3-30
 MHz)
Spectro Eletromagnetico

 AM – 1905 – Modulação em Amplitude
  Ondas Curtas - 2.3 MHz–26.1 MHz, divididas em quinze
  bandas, apresentam longo alcance, porém baixa qualidade de
  sinal.
  Ondas Médias - 520 kHz–1,610 kHz, utilizada nas Américas,
  esta banda possui médio alcance.
  Ondas Longas - 153 kHz–279 kHz, não disponível no hemisfério
  oeste, é usado para transmissões na Europa, África, Oceania e
  parte da Ásia.
  Ondas Tropicais - 2300 kHz-5060 KHz de 120-90-75-60 metros,
  utilizada entre os Trópicos, esta banda possui longo alcance,
  razoável qualidade de sinal.
Ilusão de Ótica
Ilusão de Ótica
Ilusão de Ótica
Ilusão de Ótica
Ilusão de ótica
Ilusão de Ótica
Ilusão de Ótica
Ilusão de Ótica
Ilusão de Ótica
Globo Ocular
Imagem

 Imagem = f (x,y);
  0 < f(x,y) < ∞
 Luminosidade (Illumination) + Reflexo
 (Reflectance)
  f(x,y) = i(x,y)r(x,y)
  0 < i(x,y) < ∞
  0 < r(x,y) < 1
Luminosidade
 lm = Luminosidade
 Dia claro
   90.000 lm/m2
 Dia Nublado
   10.000 lm/m2
 Escritório
   1000 lm/m2
 Lua Cheia
   0.1 lm/m2
Reflexo

 0 a 100%
Exemplo e Quantificação
Representação da imagem
Espaço por Bits
Resolução de Imagem
Resolução de Imagem
Resolução de Cores
Aumento de tamanho
Adjacência, Conexão, Regiões e
Fronteiras
Operações Lógicas
Spatial Operation

 Operações em um único pixel
   s = T(z)



 Neighborhood
Geometric Spatial Transformation

 (x,y) = T{(v,w)}
Vetor de Cores
Image Negative
Image Negative
Correção de Gama

 Monitores CRT com Intensidade variando
 entre 1.8v e 2.5v
Contraste
Contraste
Bit-plane slicing
Bit-plane slicing
Histograma
 Na estatística, um histograma é uma representação gráfica da distribuição
 de frequências de uma massa de medições, normalmente um gráfico de
 barras verticais. É uma das Sete Ferramentas da Qualidade.
 O histograma é um gráfico composto por retângulos justapostos em que a
 base de cada um deles corresponde ao intervalo de classe e a sua altura à
 respectiva freqüência. Quando o número de dados aumenta
 indefinidamente e o intervalo de classe tende a zero, a distribuição de
 freqüência passa para uma distribuição de densidade de probabilidades. A
 construção de histogramas tem caráter preliminar em qualquer estudo e é
 um importante indicador da distribuição de dados. Podem indicar se uma
 distribuição aproxima-se de uma função normal, como pode indicar mistura
 de populações quando se apresentam bimodais.

 h(rk) = nk
Histograma
Histograma
Equalização pelo Histograma
Equalização de Histograma
Equalização de Histograma
Spatial Filter
Spatial Filter
Jean Baptiste Joseph Fourier

 1822
 The analytic theory of heat
 Trabalho para 04/03/2010
   2 pontos
   3 por equipe
   1 página escrita + apresentação
Cores
Cores
Cores
RGB
RGB
RGB
Conversão RGB - CMYK

 C=1-R, M=1-G, Y=1-B, K
Transferência de Imagens

 Padrões
   Analógicos
     TV
     Radar
   Digital
     TV
     Internet / IP
     Bluetooth
Armazenamento de Imagens

 Analógico
   Fita Cassete
 Digital
   DVD
   Video CD
   TV – HD
   Computador, ...
Armazenamento de Imagens

 Protocolos
  MPEG 1 – 1.5 Mbps
  MPEG 2 – 10 Mbps
  MPEG 3 – 60 Mbps – Cancelado
  MPEG 4 – 40 Mbps - Atual
  MPEG (Moving Picture Expert Group)
    AVI
    DIVX
    XVID
    RMVB
    WMV
Sensibilidade e Captura de Imagem
Captura Linear
Compressão de imagens
Compressão de imagens
Compressão de imagem

 Escalabilidade
  Qualidade Progressiva
  Resolução Progressiva
 Região de Interesse
 Meta Information
 Poder de processamento
Compressão de imagens
Compressão de imagens
Compressão de Imagens
Compressão de imagens
Compressão de imagens
Compressão de imagens
Compressão de imagens
Compressão de imagem

 Run-length Encoding (BMP)
 Adaptive Dicitionary (GIF)
 Deflation (PNG)
 Tranform Coding (JPEG)
 Chroma subsampling (JPEG)
Convolution
Convolution

Processamento de Imagem - Campinho