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Processamento Digital de ImagensFundamentação Teórica
Elloá Barreto Guedeshttp://dsc.ufcg.edu.br/~elloa
Odilon Franciscohttp://dsc.ufcg.edu.br/[email protected]
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Introdução
O Processamento Digital de Imagens tem início com a captura da imagens, que corresponde à iluminação refletida na superfície dos objetos, adquirida através de um sistema de aquisição (câmera, scanner, etc.).
O nascimento do conceito de PDI pode ser traduzido na viabilidade das máquinas e nas primeiras aplicações que promoveram melhorias e alterações em imagens
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Introdução
No nosso escopo, podemos definir uma imagem como uma função bidimensional f(x; y), onde x e y são pontos no plano, e a amplitude de f como um par de coordenadas (x; y) denominada intensidade do nível de cinza no determinado ponto da imagem.
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Introdução
É comum levar em consideração apenas os resultados do PDI que possuem algum significado para a percepção humana;
Segunda maior aplicação: resolver problemas ligados à percepção de máquina;
Não existe um consenso sobre onde o processamento digital de imagens pára e outras áreas.
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Sistema Típico para o Processamento Digital de Imagens
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Conceitos Fundamentais
Pixel Palavra formada da aglutinação das palavras
inglesas “Picture” e “Element”; Denota o menor elemento em um dispositivo
de exibição ao qual é possível atribuir uma cor
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Conceitos Fundamentais
Resolução É a habilidade de distinguir pequenos detalhes
espaciais Indica quantos pontos ou pixels por polegada
existem na imagem
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Conceitos Fundamentais
Dimensão da Imagem São as medidas verticais e horizontais de uma
imagem expressas em termos de pixel; Pode ser determinadas pela multiplicação da
largura e altura pela quantidade de pontos por polegada (dpi)
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Conceitos Fundamentais
Profundidade de Bits É determinada pelo número de bits utilizados
para definir cada pixel; Quanto maior a profundidade de bits, maior
será o número de tons representados, em escala de cinza ou cor.
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Conceitos Fundamentais
Dynamic Range É o intervalo de diferenças de tons entre a luz
mais clara e mais escura em uma imagem; Quanto mais alto é o intervalo dinâmico, maior
é o potencial de sombras que podem ser representados
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Conceitos Fundamentais
Compressão É utilizada para reduzir o tamanho da imagem
a ser armazenada; Todas as técnicas de compressão de imagens
abreviam uma string de código binário da imagem original.
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PDI no Domínio do Espaço
Refere-se ao conjunto de técnicas mais conhecidas para a manipulação de imagens
O termo “espacial” se refere à própria imagem plana, ou seja, possui relação com a localização direta dos pixels.
Es técnicas de processamento digital de imagens no domínio do espaço condizem com a manipulação direta de um pixel ou de sua vizinhança
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PDI no Domínio do Espaço
As técnicas do domínio do espaço são denotadas pela expressão:
g(x; y) = T[f(x; y)]
onde f(x; y) é a imagem de entrada, g(x; y) é a imagem resultante, oriunda de um processo, e T é um operador sobre f, definido, por exemplo, sobre uma determinada vizinhança do ponto (x; y).
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Operações Radiométricas
São técnicas que modificam a distribuição dos níveis de cinza de uma imagem preservando os contornos.
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Operações Radiométricas
Tem basicamente duas aplicações para transformações radiométricas: Realce de Contraste - Procura enfatizar alguma
característica de interesse da imagem. Restauração - Visa corrigir alguma distorção
sofrida pela imagem. Quando uma imagem sofreu uma
distorção que diminui seu contraste, uma transformação que realce as bordas dos objetos das imagens pode, de fato, a restaurar.
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Operações Radiométricas
Pontuais Lógicas(NOT, AND, OR, XOR) Aritméticas (+, -, *, /) Histogrâmicas
Expansão/Compressão Equalização
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Operações Lógicas
=
not
~a
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Operações Lógicas
and
=
a & b
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Operações Lógicas
or
=
a | b
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Operações Lógicas
nand
=
~(a & b)
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Operações Lógicas
nor
=
~(a | b)
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Operações Lógicas
xor
=
a^b
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Filtragem Espacial
O primeiro passo efetivo do processamento digital de imagens é comumente conhecido como pré-processamento;
Normalmente, esta etapa envolve a filtragem de ruídos e distorções geométricas introduzidos pelos sensores de captura das imagens. consistindo da forma mais básica do tratamento de imagens.
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Filtragem Espacial
Alguns operadores de vizinhança trabalham com valores de pixels da imagem da vizinhança e os valores correspondentes de uma sub-imagem que possui as mesmas dimensões desta vizinhança;
O processo de filtragem consiste na movimentação do filtro da máscara ponto a ponto na imagem.
Para cada (x; y), o resultado do filtro é calculado utilizando uma relação pré-definida
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Filtragem Espacial
Filtro da Média de ordem n: Produz como valor do pixel processado a média aritmética dos valores dos pixels (i; j) de uma vizinhança contendo n pixels
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Filtragem Espacial
Filtro da Mediana de ordem n: produz como valor do pixel de saída a mediana dos valores dos pixels da imagem de entrada em uma vizinhança de (i; j) contendo n pixels
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Filtragem Espacial
Filtro da Moda de ordem n: Produz como valor do pixel de saída a moda dos valores dos pixels da imagem de entrada em uma vizinhança de (i; j) contendo n pixels.
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Filtragem Espacial
Operador de Roberts: Executa o gradiente cruzado, ou seja, o cálculo das diferenças dos níveis de cinza é executado em uma direção rotacionada de 45º
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Filtragem Espacial
Operador de Prewitt: Suaviza a imagem, atenuando o ruído.
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Filtragem Espacial
Operador de Sobel: Difere do operador de Prewitt apenas no tocante aos pesos conferidos aos vizinhos mais próximos não nulos do pixel central.
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Dúvidas?!
Obrigada (=
