MEEA,15 de Outubro de 2001 Técnicas de visualização, aquisição e processamento de imagem.

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2 MEEA,15 de Outubro de 2001 Técnicas de visualização, aquisição e processamento de imagem

3 MEEA,15 de Outubro de 2001 A imagem digital Imagem : função f(x,y) que representa uma intensidade de luz no espaço bidimensional. Imagem digital : a imagem é discretizada no espaço originando uma matriz de pontos – PIXELS. Pixel

4 MEEA,15 de Outubro de 2001 Quantização Escala de cinzentos : a função f é discretizada em termos de intensidade de luz. O valor máximo corresponde ao branco e o valor mínimo ao preto. A cada pixel corresponde uma intensidade de luz na escala de cinzentos Quantização

5 MEEA,15 de Outubro de 2001 Aquisição de imagem As imagens têm que ser obtidas sob a forma de sinais eléctricos: Câmaras de vídeo CCD Vidicons

6 MEEA,15 de Outubro de 2001 CCD Malha de elementos fotosensíveis que acumulam cargas eléctricas geradas pela incidência dos fotões. Pequena distorção geométrica Estabilidade térmica Eficiência quântica Vantagens :

7 MEEA,15 de Outubro de 2001 Vidicons Tubo analisador do tipo fotocondutor. Faz uso de uma resistência eléctrica variável com a intensidade de luz para transformar o sinal óptico num sinal eléctrico.

8 MEEA,15 de Outubro de 2001 Aplicação

9 MEEA,15 de Outubro de 2001 Intensificadores: Como funcionam? No intensificador, o fotocátodo é excitado pela luz existente e converte esta energia em electrões. Estes são acelerados num campo eletroestático e atingem o ecrâ de fósforo. Esta aceleração do electrão proporciona um aumento da qualidade da imagem.

10 MEEA,15 de Outubro de 2001 Geometria da imagem: tranformações Estabelecem-se transformações matriciais para definir a reconstrução do espaço 3-D numa imagem 2-D. Definem-se coordenadas no espaço 3-D(x,y,z): world coordinates e coordenadas no plano 2-D (x*,y*,z*). O conhecimento do efeito da tranformação dos pontos 3-D é essencial no posterior processamento da imagem.

11 MEEA,15 de Outubro de 2001 Transformações de Fourier - FFT Muitas das operações sobre as imagens são realizadas no espaço de Fourier. O FFT é um algoritmo que permite minimizar o número de operações necessárias na decomposição do sinal em funções sinusoidais. No espaço de Fourier, é possível reconhecer a gama de números de onda da imagem.

12 MEEA,15 de Outubro de 2001 Frequência de amostragem Número de onda: frequência espacial K Frequência de amostragem (nº de pixels/ x) K P Se K P < 2,7.K (teorema de Nyquist) obtém-se uma imagem: O número de pixels utilizado é insuficiente para garantir uma amostragem que reproduza a gama de números de onda espaciais. DESFOCADA

13 MEEA,15 de Outubro de 2001 Processamento de imagem No tratamento de imagem, podem-se definir dois pontos fundamentais: Melhorar: Contraste, detecção de arestas,... Restaurar/Reconstruir: Filtros,...

14 MEEA,15 de Outubro de 2001 Histogramas A olho nu não é possivel estimar a homogeneidade de uma área iluminada. Um histograma mostra uma escala de distribuição de cinzentos de uma imagem, mas não a variação espacial.

15 MEEA,15 de Outubro de 2001 Contraste O contraste não é mais do que a diferença de radiação entre um objecto e o fundo(background). Para melhorar o contraste de uma imagem recorre-se a histogramas.

16 MEEA,15 de Outubro de 2001 Melhorar o contraste Devido á má iluminação, pode acontecer que a imagem fique escura e com um baixo contraste. O histograma mostra que existe uma grande concentração de valores de cinzento num pequeno espaço de valores possíveis.

17 MEEA,15 de Outubro de 2001 Melhorar o contraste Para se melhorar consideravelmente a imagem é necessário que se projecte esta grande concentração de valores de cinzento para todo o campo de contraste possível.

18 MEEA,15 de Outubro de 2001 Detecção de arestas A deteção de arestas requer uma operação de filtragem que realça a variação de cinzentos.

19 MEEA,15 de Outubro de 2001 Detecção de arestas Para este processo utilizam-se operadores derivativos: Vector gradiente Magnitude do gradiente A aresta está localizada onde a magnitude do gradiente é máxima A sua direcção é normal à direcção do vector gradiente.

20 MEEA,15 de Outubro de 2001 Filtros: Operações com pixels Operações com média permitem eliminar ruído de alta frequência mas podem desfocar fronteiras. Operações com a mediana. Imagem distorcida pelo ruído corrigida por um filtro mediana

21 MEEA,15 de Outubro de 2001 Filtros Filtro passa-baixo Aplica-se uma transformação no espaço de Fourier que permite anular as altas frequências.

22 MEEA,15 de Outubro de 2001 A cara de Marte Eliminação do ruído e melhoramento do contraste.

23 MEEA,15 de Outubro de 2001 Apresentação no âmbito da disciplina de Métodos Experimentais em Energia e Ambiente efectuada pelos alunos: David Santos Filipe Maçarico Bibliografia: Digital image processing – Rafael C.Gonzalez \ Paul Wintz,second edition Practical Handbook on image processing for scientific applications – Bernd Jahne,Crc Press Digital image processing – Bernd Jahne, Springer Pesquisa na internet