Computação Gráfica e Processamento de Imagens

Apresentação em tema: "Computação Gráfica e Processamento de Imagens"— Transcrição da apresentação:

1 Computação Gráfica e Processamento de Imagens
Luciana de Toro Gomes Guimarães

2 Uma imagem vale mais que dez mil palavras Anônimo

3 O que é? Processamento de Imagens?
A área da computação que estuda a melhoria de informações visuais para a interpretação humana; Processamento de dados de cenas para percepção automática através de máquina. Processar uma imagem significa modificar as informações contidas nessa imagem sob vários aspectos, de modo que o resultado seja uma imagem ou informações extraídas dela. Processamento de imagens é a ciência que manipula imagens. É composta por uma grande gama de métodos, que se encontram presentes nas mais diversas aplicações. Estas técnicas de processamento podem realçar ou distorcer uma imagem, destacar certas características importantes e restaurar imagens degradadas pela ação do tempo ou pela forma de aquisição (CRANE, 1997). Armazenamento, transmissão, representação, extração de informações, visão computacional...

4 Melhora a qualidade visual da imagem
Realce da Imagem Realce: Processar a Imagem para obter um resultado mais apropriado para uma determinada aplicação. Consiste de transformações e manipulações dos dados da imagem, com o objetivo de ajudar o analista humano na extração de informações para a interpretação direta ou como entrada para classificação. Manipulação e análise da informação pictorial pelo computador Realce de Imagens melhora a qualidade visual da imagem Gatinho Ex. Remoção de ruído usando filtragem por mediana Melhora a qualidade visual da imagem

5 Histórico Primeiras aplicações:
melhoramento de imagens digitalizadas para jornais; enviadas por meio de cabo submarino de Londres para Nova York. A introdução do sistema Bartlane de transmissão de imagens via cabo no início dos anos 20 reduziu o tempo requerido de mais de uma semana para menos de três horas no transporte de imagens através do oceano Atlântico. A primeira aplicação de PDI ocorreu na indústria jornalística, quando as primeiras imagens foram transmitidas por um cabo submarino entre Londres e Nova York O sistema Bartlane de transmissão de imagens por cabo submarino conseguiu reduzir a transmissão para três horas. Avanços expressivos na área vieram apenas com o advento dos computadores digitais trinta décadas mais tarde.

6 Histórico Um equipamento especializado de impressão codificava as imagens para transmissão a cabo, as quais eram então reconstruídas no terminal receptor; A Figura 1 – foi transmitida dessa maneira e reproduzida em uma impressora telegráfica contendo caracteres para a simulação de padrões de tons intermediários;

7 Histórico Figura 1 – Digitalizada em 1921 O método de impressão usado na obtenção da Figura 1, foi abandonado em fins de 1921 e trocada por uma técnica baseada na reprodução fotográfica feita a partir de fitas perfuradas no terminal receptor telegráfico.

8 Histórico A Figura 2 ilustra uma imagem obtida usando esse método.
O primeiro sistema Bartlane era capaz de codificar imagens em cinco níveis de brilho distintos. Essa capacidade foi aumentada para quinze níveis em A Figura indica o tipo de imagem que foi obtida utilizando este último equipamento Figura 1 – Digitalizada em 1922

9 Histórico A qualidade foi sendo melhorada;
No início o sistema Bartlane era capaz de codificar imagens em cinco níveis de brilho distintos; No final dos anos 20, foi aumentado pra quinze níveis; A Figura 1.3 indica o tipo de imagem que se conseguiu obter usando esse último equipamento, e foi enviada de Londres a Nova York;

10 Histórico Figura 3 – Digitalizada em 1929, com quinze níveis
Figura sem retoques, transmitida por cabo em 1929 de Londres a Nova Iorque por um equipamento de 15 tonalidades. No contexto atual, embora os exemplos citados envolvem imagens digitais, estes não podem ser considerados resultados de processamento digital de imagem, uma vez que computadores não estavam envolvidos no processo. A história do PDI está fortemente ligada à evolução dos computadores. Figura 3 – Digitalizada em 1929, com quinze níveis

11 Histórico Melhoramentos nos métodos de processamento para transmissão de figuras digitais continuaram a ser feitos ao longo de 35 anos que se seguiram; Entretanto foi necessária a combinação do surgimento de computadores digitais de grande porte com o programa espacial para chamar atenção ao potencial dos conceitos de processamento de imagem. Para chamar atençao ao potencial dos conceitos de processamento de imagem..

12 Histórico O emprego de técnicas de computação para o melhoramento de imagens produzidas por uma sonda espacial iniciou-se no Jet Propulsion Laboratory (Pasadena, Califórnia) em 1964; Quando imagens da Lua, transmitidas pelo Ranger 7, foram processadas por um computador para corrigir vários tipos de distorção de imagem inerentes à câmera de televisão a bordo. Em as imagens da lua transmitidas pela sonda Ranger 7 foram processadas por um computador para corrigir vários tipos de distorções inerentes à câmara de televisão à bordo.

13 Histórico Essas técnicas serviram de base para métodos melhorados no realce e restauração de imagens das missões Surveyou para a Lua, a série Mariner de missões para Marte, os vôos tripulados da Apolo para a Lua e outros. De 1964 até hoje, a área de processamento de imagens vem crescendo vigorosamente. Além de aplicações no programa espacial, são atualmente utilizadas para resolver uma variedade de problemas. As técnicas de processamento usadas nesta época serviram de base para o realce e restauração de imagens de outros programas espaciais posteriores, como as expedições tripuladas da série Apollo para a lua (GONZALES e WOODS, 2000).

14 Áreas de atuação Medicina
Melhoram o contraste ou codificam os níveis de intensidade em cores para facilitar a interpretação de imagens de raio-X e outras imagens biomédicas; Ajudam no reconhecimento de anormalidades nos órgãos; Retiram ruídos pertencentes a imagem. Aplicações médicas – radiognósticos a partir de radiografias, tomografia computadorizada, ressonância magnética ... "ruído na imagem" se caracteriza pela presença de defeitos, como, por exemplo: imagem granulada; manchada; com pouca nitidez...

15 Áreas de atuação Geografia Agricultura
Usa-se técnicas idênticas ou similares para estudar padrões de poluição em imagens aéreas ou de satélites. Agricultura Usa-se técnicas para a melhoria da qualidade de frutas, verduras e legumes; Pulverização; Colheita. No domínio geoespacial, estas técnicas são utilizadas para visualizar o estado climático de uma região ou até mesmo para registrar o relevo de outros planetas (GOSLING, ).

16 Áreas de atuação Arqueologia Física
Restauracao de figuras fotografadas borradas, que eram o únicos registros disponíveis de artefatos raros perdidos ou danificados. Física Realcam imagens de experimentos em áreas como plasma de alta energia e microscopia eletrônica.

17 Áreas de atuação Industria Astronomia Biologia Medicina nuclear
Inspeção Visual dos produtos para certificação da qualidade. Astronomia Biologia Medicina nuclear Apoio a lei Defesa e aplicações industriais Entre outras. Similarmente, aplicações de processamento de imagens podem ser encontradas em astronomia, biologia, medicina nuclear, apoio a lei, defesa e aplicações industriais (JÄHNE, 2002).

18 Aplicações Biologia - análise automática de amostras biológicas (análise de espécimes) - análise de ossos, tecidos e células (contagem e classificação) - análise, classificação e casamento de material DNA Defesa/Inteligência - interpretação automática de imagens de satélite da terra - reconhecimento e rastreamento de alvos em tempo real

19 Aplicações Processamento de documentos
- varredura (scanning), arquivamento e transmissão de documentos detecção e reconhecimento automático de caracteres impressos Apoio da Lei - Identificação de Pessoas - processamento automático de impressões digitais - reconhecimento facial

20 Percepção Visual O que é esta imagem?
Através da percepção um indivíduo organiza e interpreta as suas impressões sensoriais para atribuir significado ao seu meio. Consiste na aquisição, interpretação, seleção e organização das informações obtidas pelos sentidos. Percepção Visual - é a relação da entrada visual para os modelos existentes previamente. Influência do Conhecimento Anterior

21 Informações do Contorno
Influência do contexto Que desenho é este?

22 Influência do contexto
Número 13 ? Letra B ?

23 Influência do Conhecimento Anterior
W I N

24 Duplicidade de Interpretação.

25 Duplicidade de Interpretação.

26 Duplicidade de Interpretação.
9 pessoas

27 Duplicidade de Interpretação

28 Duplicidade de Interpretação

29 Duplicidade de Interpretação

30 Ilusão de Ótica O termo Ilusão de óptica aplica-se a todas ilusões que "enganam" o sistema visual humano fazendo-nos ver qualquer coisa que não está presente ou fazendo-nos vê-la de um modo errôneo.

31 Ilusão de Ótica

32 Ilusão de Ótica

33 Ilusão de Ótica

34 Ilusão de Ótica

35 Ilusão de Ótica

36 Ilusão de Ótica

37 Ilusão de Ótica

38 Ilusão de Ótica

39 Ilusão de Ótica

40 Ilusão de Ótica

41 Ilusão de Ótica

42 Ilusão de Ótica Veja essas barras pela esquerda. A do meio existe?

43 Ilusão de Ótica Quantas barras existem aqui? 7 ou 10?

44 Ilusão de Ótica Quantas barras tem aqui?

45 Ilusão de Ótica É uma moldura?

46 Visão Artificial

47 Passos Fundamentais em Processamento de Imagens
O processo de Visão em geral, abrange: Visão em baixo-nível. (Pré-processamento da Imagem (early processing) Visão em Nível Intermediário. (Extração de Características) Processamento em alto-nível. (Uso de conhecimento - Inteligência Artificial e Processos Cognitivos)

48 O que é analisar uma imagem
Extrair informações de uma imagem Fazer medidas automaticamente Vantagens da Análise Digital de Imagens Velocidade Precisão Processo automático

49 Fases de Análise e Processamento Reconhecimento e Interpretação
Aquisição Pré-processamento Segmentação Extração de Atributos Reconhecimento e Interpretação

50 Fases de Análise e Processamento Reconhecimento e Interpretação
Aquisição Pré-processamento Segmentação Extração de Atributos Reconhecimento e Interpretação

51 Fases de Análise e Processamento Reconhecimento e Interpretação
Aquisição Pré-processamento Segmentação Extração de Atributos Reconhecimento e Interpretação

52 Fases de Análise e Processamento Reconhecimento e Interpretação
Aquisição Pré-processamento Segmentação Extração de Atributos Reconhecimento e Interpretação

53 Fases de Análise e Processamento Reconhecimento e Interpretação
Aquisição Pré-processamento Segmentação Extração de Atributos Reconhecimento e Interpretação

54 Exercícios Propostos 1. O que é processamento de imagens?
2. Cite alguns exemplos de aplicações de processamento de imagens.