Visão Computacional Formação da Imagem www.dca.ufrn.br/~lmarcos/courses/visao

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  • Viso Computacional Formao da Imagem www.dca.ufrn.br/~lmarcos/courses/visao
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  • Sumrio Princpios ticos e geomtricos na formao de imagens de intensidade Natureza de imagens de intensidade, aquisio e modelos matemticos
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  • Mais sobre viso
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  • Variantes
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  • Mais variantes
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  • Iluminao Fontes de luz emitem luz: Espectro eletro-magntico Posio e direo Superfcies refletem luz Reflectncia Geometria (posio, orientao, micro-estrutura) Absoro Transmisso Iluminao determinada pela interao entre fontes de luzes e superfcies
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  • Significado de cor O que uma imagem? Irradincia: cada pixel mede a luz incidente num ponto no filme Proporcional integral da radincia da cena que chega quele ponto O que cor? Refere-se radiancia ou irradincia medida em 3 comprimentos de onda diferentes Cor da cena: radincia vinda das superfcies (para iluminao) Cor da imagem: irradincia, para renderizao Quantidades com diferentes unidades, no devem ser confundidas
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  • Percepo de iluminao A luz recebida de um objeto pode ser expressa por I( ) = ( )L( ) onde ( ) representa a reflectividade ou transmissividade do objeto (albedo) e L( ) a distribuio de energia incidente. Intervalo de iluminao do sistema visual humano: 1 a 10 10
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  • Luminncia de um objeto A luminncia ou intensidade de luz de um objeto espacialmente distribudo, com distribuio de luz I(x, y, ), definida como: V( ) a funo de eficincia luminosa relativa do sistema visual.
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  • Luminncia e brilho Luminncia de um objeto independente da luminncia dos objetos ao seu redor. Brilho de um objeto tambm chamado de brilho aparente, a luminncia percebida e depende da luminncia ao redor do objeto. Duas regies com mesma luminncia, cujas regies ao redor de ambas possuem diferentes luminncias tero diferentes brilhos aparentes.
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  • Tipos de imagens Imagens de intensidade Similar a fotografias Codifica intensidade, cor Adquiridas por cmeras Imagens de profundidade (range images) Codifica forma e distncia Adquiridas por sensores especiais (sonar, cmeras laser)
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  • Caractersticas comuns Geralmente, matriz 2D de valores (nmeros) Conseqncias: Relao exata da imagem com a cena (fsica) determinada pelo processo de aquisio que depende em ltima anlise do sensor usado Qualquer informao contida nas imagens pode ser ultimamente extrada (calculada) a partir de uma matriz 2D na qual est codificada
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  • Parmetros fsicos No sistema visual humano, o processo de formao de imagem comea com os raios de luz vindos da cena projetando nos foto- receptores da retina Uma variedade de parmetros fsicos afetam a formao das imagens num sistema artificial
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  • Parmetros ticos Caracterizam a tica do sistema tipo de lentes; distncia focal; campo de vista; abertura angular.
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  • Parmetros fotomtricos Caracterizam o modelo da luz que chega ao sensor aps reflexo nos objetos da cena tipo, intensidade e direo de iluminao propriedades de reflectncia das superfcies visualizadas efeitos da estrutura do sensor na quantidade de luz chegando aos fotoreceptores
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  • Parmetros geomtricos Posio na imagem na qual um ponto 3D projetado tipos de projeo posio e orientao da cmera no espao distores de perspectiva introduzidas no processo de imageamento
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  • Outros parmetros Propriedades fsicas da matriz fotosensitiva da cmera Natureza discreta dos fotoreceptores Quantizao da escala de intensidade
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  • tica bsica Formao da imagem em VC comea com o raio de luz que entra na cmera atravs da abertura angular (pupila num humano) Raio bate numa tela ou plano de imagem e o sensor fotoreceptivo registra intensidade da luz Muitos raios vem de luz refletida e alguns de luz direta
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  • Focando uma imagem Qualquer ponto numa cena pode refletir raios vindos de vrias direes Muitos raios vindos do mesmo ponto podem entrar na cmera. Para termos imagens ntidas, todos os raios vindos de um mesmo ponto P da cena devem convergir para um ponto nico p no plano de imagem.
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  • Reduzindo abertura Apenas um raio de cada ponto entra na cmera Imagens ntidas, sem distores, mesmo distncias diferentes
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  • Problemas com pin-hole Tempo de exposio longo Quantidade mnima de luz Difrao
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  • Introduzindo um sistema tico Introduz lentes e abertura Introduz outros elementos para que um raio vindo do mesmo ponto 3D convirja para um nico ponto na imagem Mesma imagem que uma pin-hole mas com tempo de exposio bem menor e abertura maior
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  • Lentes finas FlFl FrFr Lente fina Eixo tico ff
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  • Duas restries bsicas 1) Qualquer raio que entra no sistema de lentes paralelo ao eixo tico, sai na direo do foco no outro lado 2) Qualquer raio que entra na lente vindo da direo do foco, sai paralelo ao eixo tico do outro lado
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  • Lentes finas FlFl FrFr Lente fina Eixo tico ffZz P Q R O S p s
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  • Modelo bsico Propriedade 1) a PQ e propriedade 2) a PR Defletem para se encontrar em algum ponto do outro lado Uma vez que o modelo de lente fina foca todos os raios vindos de P convergem para o mesmo ponto, PQ e PR se intersectam em p
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  • Equao fundamental Usando similaridade entre os pares de tringulo (, ) e (, ), obtm-se: Zz = f 2 Fazendo Z=Z+f e z= z+f, encontramos: 1 /Z + 1/z = 1/f
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  • Campo de vista Seja d o dimetro efetivo das lentes (periferia pode no ser visvel) Juntamente com f, determinam o campo de vista: tan w = d/(2f) metade do ngulo subentendido pelo dimetro, visto a partir do foco
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