UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE – UFCG Av Aprígio Veloso, S/N – Bodocongó – CEP: 58109-190 – Campina Grande – PB www.ufcg.edu.br/ – Fones: (0xx83)

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE – UFCG Av Aprígio Veloso, S/N – Bodocongó – CEP: 58109-190 – Campina Grande – PB www.ufcg.edu.br/ – Fones: (0xx83) 310 1467/1192 – Fax: (0xx83) 310 1273 UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE – UFCG Av Aprígio Veloso, S/N – Bodocongó – CEP: 58109-190 – Campina Grande – PB www.ufcg.edu.br/ – Fones: (0xx83) 310 1467/1192 – Fax: (0xx83) 310 1273 DSC/CCT/UFCG rangel@dscufcgedubr/ rangeldequeiroz@yahoocombr Prof:José Eustáquio Rangel de Queiroz Carga Horária: 60 horas

2 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 2 Roteir o 1.1Introdução 1.2Evolução 1.3Motivação 1.4Aplicações 1.5Principais Objetivos 1.6Definições 1.6.1Sistema Típico de PDI 1.6.2Fotografia x Imagem 1.6.3Imagem Digital 1.6.4Modelo de Imagem 1.6.5Formação da Imagem Digital 1.6.6Operações em Imagens 1.1Introdução 1.2Evolução 1.3Motivação 1.4Aplicações 1.5Principais Objetivos 1.6Definições 1.6.1Sistema Típico de PDI 1.6.2Fotografia x Imagem 1.6.3Imagem Digital 1.6.4Modelo de Imagem 1.6.5Formação da Imagem Digital 1.6.6Operações em Imagens

3 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 3  Visão humana  Mecanismo de percepção complexo e importante  Aquisição de informações  Simples (e.g. reconhecimento de objetos)  Complexas (e.g. desenvolvimento da inteligência humana, tomada de decisões)  Visão humana  Mecanismo de percepção complexo e importante  Aquisição de informações  Simples (e.g. reconhecimento de objetos)  Complexas (e.g. desenvolvimento da inteligência humana, tomada de decisões) Introdução I “Uma imagem vale mil palavras.” [Provérbio chinês] “Uma imagem vale mil palavras.” [Provérbio chinês]

4 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 4  Sistema e Percepção Visual Humana  Retina  75-150 milhões de bastões  Sensibilidade a níveis muito baixos de intensidade luminosa  Visão escotópica  5-7 milhões de cones  Sensibilidade a cores  Visão fotópica  Adaptabilidade a níveis luminosos do ambiente  Sistema e Percepção Visual Humana  Retina  75-150 milhões de bastões  Sensibilidade a níveis muito baixos de intensidade luminosa  Visão escotópica  5-7 milhões de cones  Sensibilidade a cores  Visão fotópica  Adaptabilidade a níveis luminosos do ambiente Introdução II

5 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 5  Sistema e Percepção Visual Humana  HVS  Sistema passa-faixa  Comportamento responsável por algumas ilusões visuais  Sistema e Percepção Visual Humana  HVS  Sistema passa-faixa  Comportamento responsável por algumas ilusões visuais Introdução III

6 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 6  Sistema e Percepção Visual Humana  Teoria do Triestímulo  Sistema e Percepção Visual Humana  Teoria do Triestímulo Introdução III

7 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 7  Representações pictóricas  Papel relevante na organização das sociedades humanas  Mídia atual (e.g. cinema, TV, jornais, livros)  Uso de imagens estáticas ou dinâmicas como veículos de informação  Representações pictóricas  Papel relevante na organização das sociedades humanas  Mídia atual (e.g. cinema, TV, jornais, livros)  Uso de imagens estáticas ou dinâmicas como veículos de informação Introdução IV

8 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 8  Suporte de computadores digitais  Informação óptica  Volume vertiginoso de proliferação  Necessidade crescente de processamento e transmissão  Suporte de computadores digitais  Informação óptica  Volume vertiginoso de proliferação  Necessidade crescente de processamento e transmissão Introdução V

9 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 9 Representação Geométrica e Atributos Visualização Análise  Processamento Digital de Imagens (PDI) Aquisição e Simulação Introdução VI Imagens e Atributos Manipulação

10 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 10  Reconhecimento de Padrões (RP) Introdução VII Representação Geométrica e Atributos Análise Aquisição e Simulação Imagens e Atributos Manipulação

11 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 11 Visualização  Computação Gráfica (CG) Introdução VIII Representação Geométrica e Atributos Síntese Imagens Manipulação Aquisição, Simulação ou Modelagem

12 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 12 Aquisição ou Simulação Representação Geométrica e Atributos Análise Renderização de Volumes Visualização  Visualização de Volumes (VV) Introdução IX Síntese Volumes e Atributos Manipulação

13 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 13  Computação Visual (CV)  CV = PDI + RP + CG + VV  Computadores mais rápidos, com maior capacidade de armazenamento & mais baratos  Viabilidade  Engenharia, Imageamento Médico, Geociências, Modelagem Física, Pesquisas Arqueológicas  Aplicabilidade  Computação Visual (CV)  CV = PDI + RP + CG + VV  Computadores mais rápidos, com maior capacidade de armazenamento & mais baratos  Viabilidade  Engenharia, Imageamento Médico, Geociências, Modelagem Física, Pesquisas Arqueológicas  Aplicabilidade Introdução X

14 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 14 Aquisição ou Simulação Representação Geométrica e Atributos Análise Renderização de Volumes Visualização  Computação Visual (CV) Introdução XI Síntese Volumes e Atributos Manipulação Aquisição, Simulação ou Modelagem

15 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 15  Foco do Curso  Processamento Digital de Imagens (PDI)  Manipulação/Análise de imagens com auxílio de computadores digitais  Foco do Curso  Processamento Digital de Imagens (PDI)  Manipulação/Análise de imagens com auxílio de computadores digitais Introdução XII ImagemdeSaídaImagemdeEntrada Processamento Digital de Imagens ImagensDIGITAISImagensDIGITAIS

16 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 16  Análise Digital de Imagens  Descrição e reconhecimento do conteúdo de imagens digitais  Análise Digital de Imagens  Descrição e reconhecimento do conteúdo de imagens digitais Introdução XIII RelatóriodeAtributos ImagemdeEntrada RepresentaçãoTemática ImagemDIGITALImagemDIGITAL Mapa de Contornos Análise Digital de Imagens DESCRIÇÃO SIMBÓLICA da Imagem da Imagem DESCRIÇÃO SIMBÓLICA da Imagem da Imagem

17 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 17  Análise Digital de Imagens  Em muitos casos  Simulação de funções da visão humana  Visão Computacional  Equivalente a ou superconjunto da análise digital  Visão Humana  Simulação difícil por análise digital de imagens e visão computacional  Metas similares, porém técnicas bastante diferentes  Análise Digital de Imagens  Em muitos casos  Simulação de funções da visão humana  Visão Computacional  Equivalente a ou superconjunto da análise digital  Visão Humana  Simulação difícil por análise digital de imagens e visão computacional  Metas similares, porém técnicas bastante diferentes Introdução XIV

18 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 18  Classes de Técnicas de PDI e Visão Computacional  Visão de Baixo Nível  Algoritmos essencialmente de PDI  Entrada e saída do processo  Imagens digitais  Visão de Nível Intermediário  Imagem digital como entrada  Representações simbólicas de baixo nível de características da imagem de entrada como saída (e.g. mapa de contornos de objetos da imagem)  Classes de Técnicas de PDI e Visão Computacional  Visão de Baixo Nível  Algoritmos essencialmente de PDI  Entrada e saída do processo  Imagens digitais  Visão de Nível Intermediário  Imagem digital como entrada  Representações simbólicas de baixo nível de características da imagem de entrada como saída (e.g. mapa de contornos de objetos da imagem) Introdução XV

19 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 19  Classes de Técnicas de PDI e Visão Computacional  Visão de Alto Nível  Algoritmos que usam representações simbólicas como entrada e saída do processo  Intimamente relacionada às áreas de Inteligência Artificial e de Reconhecimento de Padrões  Tentativa de simulação dos altos níveis de percepção visual humana (entendimento da imagem)  Classes de Técnicas de PDI e Visão Computacional  Visão de Alto Nível  Algoritmos que usam representações simbólicas como entrada e saída do processo  Intimamente relacionada às áreas de Inteligência Artificial e de Reconhecimento de Padrões  Tentativa de simulação dos altos níveis de percepção visual humana (entendimento da imagem) Introdução XVI

20 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 20 Processamento e Análise Digital de Imagens Neurofisiologia Matemática Ótica PsicologiaCognitiva Eletrônica Estatística Colorimetria Informática Introdução XVII

21 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 21  Sistema Bartlane de transmissão de imagens por cabo submarino (meados dos anos 20)  Advento dos computadores digitais (final da década de 50)  Implantação do Programa Espacial Americano (final da década de 50 até meados dos anos 60)  Esforços significativos do Jet Propulsion Laboratory (Pasadena, CA)  Sistema Bartlane de transmissão de imagens por cabo submarino (meados dos anos 20)  Advento dos computadores digitais (final da década de 50)  Implantação do Programa Espacial Americano (final da década de 50 até meados dos anos 60)  Esforços significativos do Jet Propulsion Laboratory (Pasadena, CA) Evolução I

22 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 22  Implantação de programas de sensoriamento orbital (início dos anos 70 até os nossos dias)  Informatização dos meios de pesquisa das mais diversas áreas de concentração do conhecimento humano  Implantação de programas de sensoriamento orbital (início dos anos 70 até os nossos dias)  Informatização dos meios de pesquisa das mais diversas áreas de concentração do conhecimento humano Evolução II

23 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 23  Declínio do custo de equipamentos computacionais  Oferta crescente de novas tecnologias de hardware e software para processamento de imagens  Desenvolvimento de novos aplicativos para processamento de sinais bidimensionais  Ampliação do horizonte de aplicação nas mais diversas áreas do conhecimento  Declínio do custo de equipamentos computacionais  Oferta crescente de novas tecnologias de hardware e software para processamento de imagens  Desenvolvimento de novos aplicativos para processamento de sinais bidimensionais  Ampliação do horizonte de aplicação nas mais diversas áreas do conhecimento Motivação

24 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 24  Diagnose médica  Radiografia digital  Tomografia computadorizada  Análise radiográfica  Análise de células sangüíneas  Classificação de cromossomos  Diagnose médica  Radiografia digital  Tomografia computadorizada  Análise radiográfica  Análise de células sangüíneas  Classificação de cromossomos Aplicações I

25 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 25  Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento  Estudos de uso da terra e recursos naturais  Detecção de incêndios florestais  Acompanhamento do deslocamento de icebergues  Previsão do tempo  Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento  Estudos de uso da terra e recursos naturais  Detecção de incêndios florestais  Acompanhamento do deslocamento de icebergues  Previsão do tempo Aplicações II

26 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 26  Automação industrial  Visão robótica  Sistemas de inspeção & controle de qualidade  Indústria de Construção  Detecção de falhas em estruturas metálicas  Telecomunicações  Codificação, transmissão e otimização de sinais digitais  Automação industrial  Visão robótica  Sistemas de inspeção & controle de qualidade  Indústria de Construção  Detecção de falhas em estruturas metálicas  Telecomunicações  Codificação, transmissão e otimização de sinais digitais Aplicações III

27 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 27  Eletrônica de Consumo  Reconhecimento óptico de caracteres  Videofone  Geologia  Exploração petrolífera e mineral  Imageamento sísmico  Oceanografia  Análise do leito oceânico  Estudos de fenômenos oceanográficos  Eletrônica de Consumo  Reconhecimento óptico de caracteres  Videofone  Geologia  Exploração petrolífera e mineral  Imageamento sísmico  Oceanografia  Análise do leito oceânico  Estudos de fenômenos oceanográficos Aplicações IV

28 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 28  Realce de Imagens (Pré-processamento)  Otimização do processo de visualização para a interpretação visual conforme o contexto; e  Manipulação visando procedimentos de classificação de padrões  Realce de Imagens (Pré-processamento)  Otimização do processo de visualização para a interpretação visual conforme o contexto; e  Manipulação visando procedimentos de classificação de padrões Principais Objetivos I

29 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 29  Classificação de Padrões  Extração de informações necessárias à análise quantitativa da imagem considerada  Não supervisionada  Supervisionada  Classificação de Padrões  Extração de informações necessárias à análise quantitativa da imagem considerada  Não supervisionada  Supervisionada Principais Objetivos II

30 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 30 Sistema Típico de PDI I Processame nto Visualizaçã o Aquisiçã o Armazename nto

31 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 31 Hardware de impressão Hardware de visualização Software para processamento de imagens Sensores de imagem Hardware para processamento de imagens Sistema Típico de PDI II Computador Rede

32 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 32  Fotografia  Descreve produtos obtidos por processo fotoquímico e registrados em filme fotográfico  Imagem  Descreve representações pictóricas de dados obtidos a partir de sensores digitais ou digitalizados  Fotografia  Descreve produtos obtidos por processo fotoquímico e registrados em filme fotográfico  Imagem  Descreve representações pictóricas de dados obtidos a partir de sensores digitais ou digitalizados Fotografia versus Imagem

33 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 33 Registro de um sensor eletrônico na faixa do infravermelho termal Imagem Termal Exempl o  Fotografia x Imagem

34 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 34 f(x,y) Coordenada horizontal Função proporcional à intensidade de brilho em (x,y) Imagem Digital I Coordenada vertical

35 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 35  Discretização  Limitação do número de valores que uma variável pode assumir  Amostragem coordenadas espaciais  Discretização das coordenadas espaciais  Quantização níveis de cinzavalores de brilho  Discretização dos níveis de cinza (valores de brilho)  Discretização  Limitação do número de valores que uma variável pode assumir  Amostragem coordenadas espaciais  Discretização das coordenadas espaciais  Quantização níveis de cinzavalores de brilho  Discretização dos níveis de cinza (valores de brilho) Imagem Digital II

36 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 36 Amostragem (Coordenadas espaciais) Amostragem (Coordenadas espaciais) Quantização (Amplitude das intensidades luminosas) Quantização (Amplitude das intensidades luminosas) f(x,y) f intensidade luminosa x,y coordenadas espaciais f(x,y) f intensidade luminosa x,y coordenadas espaciais Imagem Digital III (302, 1353) R: 59 G:10B:62

37 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 37 ColunaColuna LinhaLinha PretoPreto00 TonsdeCinzaTonsdeCinza 255255BrancoBranco PixelPixel PIXEL (PICture ELement)

38 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 38 Modelo de Imagem I Componente de Iluminação Componente de Iluminação Componente de Reflectância Componente de Reflectância 0 ≤ f(x,y) ≤ ∞ f(x,y) = i(x,y). r(x,y) 0 < i(x,y) < ∞ 0 ≤ r(x,y) < 1

39 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 39 0 0 1 1 L L ∞ ∞ Modelo de Imagem II

40 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 40 Modelo de Imagem III  Aspectos Práticos - Discretização

41 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 41  Aspectos Práticos - Discretização  Amostragem M = N = 2 K  Usual  M = N = 2 K, K = {8,9,10}  Conformidade com padrões de vídeo  Simplicidade do circuito digital (Especificações do hardware)  Uso de determinados algoritmos (e.g. Transformada (Rápida) de Fourier)  Aspectos Práticos - Discretização  Amostragem M = N = 2 K  Usual  M = N = 2 K, K = {8,9,10}  Conformidade com padrões de vídeo  Simplicidade do circuito digital (Especificações do hardware)  Uso de determinados algoritmos (e.g. Transformada (Rápida) de Fourier) Modelo de Imagem IV

42 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 42  Aspectos Práticos - Discretização  Quantização L = 2 B  Usual  L = 2 B, B é número de bits na representação binária dos valores de brilho  B > 1  Imagem em tons de cinza  B = 1  Imagem binária  Aspectos Práticos - Discretização  Quantização L = 2 B  Usual  L = 2 B, B é número de bits na representação binária dos valores de brilho  B > 1  Imagem em tons de cinza  B = 1  Imagem binária Modelo de Imagem V

43 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 43  Aspectos Práticos – Padrões de Vídeo  Possibilidade de aquisição de imagens estáticas a partir de câmeras de vídeo e dispositivos de captura de quadros  Consideração dos esquemas padronizados de vídeo  Aspectos Práticos – Padrões de Vídeo  Possibilidade de aquisição de imagens estáticas a partir de câmeras de vídeo e dispositivos de captura de quadros  Consideração dos esquemas padronizados de vídeo Modelo de Imagem V

44 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 44  Aspectos Práticos – Padrões de Vídeo  NTSCNTS C  NTSC ( N ational T elevision S ystem C ommittee - 1953)  EUA  Sinal de vídeo composto  Taxa de restauração (refresh) de 60 hfps (entrelaçados)  1 quadro  525 linhas e 2 4.10 6 diferentes cores possíveis  Incompatibilidade com a maioria dos padrões de vídeo computacionais (uso de sinais RGB)  Uso de adaptadores de vídeo http://hometheater.about.com/cs/consumerresources/a/aawhosyourpala_2.htm  Aspectos Práticos – Padrões de Vídeo  NTSCNTS C  NTSC ( N ational T elevision S ystem C ommittee - 1953)  EUA  Sinal de vídeo composto  Taxa de restauração (refresh) de 60 hfps (entrelaçados)  1 quadro  525 linhas e 2 4.10 6 diferentes cores possíveis  Incompatibilidade com a maioria dos padrões de vídeo computacionais (uso de sinais RGB)  Uso de adaptadores de vídeo http://hometheater.about.com/cs/consumerresources/a/aawhosyourpala_2.htm Modelo de Imagem VI

45 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 45  Aspectos Práticos – Padrões de Vídeo  PALPAL  PAL ( P hase A lternating L ine - 1967)  Formato dominante no mundo  Sinal de vídeo composto (entrelaçado)  1 quadro  625 linhas e 2 4.10 6 diferentes cores possíveis  50 campos/25 fps  Freqüência de varredura vertical  50 Hz (60 Hz no PAL-M)  Existência de variantes (e.g. uso do sistema PAL-M no Brasil)  Aspectos Práticos – Padrões de Vídeo  PALPAL  PAL ( P hase A lternating L ine - 1967)  Formato dominante no mundo  Sinal de vídeo composto (entrelaçado)  1 quadro  625 linhas e 2 4.10 6 diferentes cores possíveis  50 campos/25 fps  Freqüência de varredura vertical  50 Hz (60 Hz no PAL-M)  Existência de variantes (e.g. uso do sistema PAL-M no Brasil) Modelo de Imagem VII

46 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 46  Aspectos Práticos – Padrões de Vídeo  PALPAL  PAL ( P hase A lternating L ine - 1967)  Vantagens  Melhor imagem formada do que no NTSC  Melhor consistência cromática entre estações e TV  Desvantagem  Menor número de quadros/s (25)  Tremulação na imagem (semelhante à de projeção de filmes) http://hometheater.about.com/cs/consumerresources/a/aawhosyourpala_2.htm  Aspectos Práticos – Padrões de Vídeo  PALPAL  PAL ( P hase A lternating L ine - 1967)  Vantagens  Melhor imagem formada do que no NTSC  Melhor consistência cromática entre estações e TV  Desvantagem  Menor número de quadros/s (25)  Tremulação na imagem (semelhante à de projeção de filmes) http://hometheater.about.com/cs/consumerresources/a/aawhosyourpala_2.htm Modelo de Imagem VIII

47 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 47  Aspectos Práticos – Padrões de Vídeo  SECAMSEC AM  SECAM ( S ystème E lectronique C ouleur A vec M émoire – início dos anos 60 )  “Fora da lei” dos padrões de vídeo analógicos  Superior ao NTSC, mas não necessariamente superior ao PAL  Adoção do SECAM por muitos países a partir da conversão para PAL ou do uso de um sistema dual de radiodifusão (PAL e SECAM).  Aspectos Práticos – Padrões de Vídeo  SECAMSEC AM  SECAM ( S ystème E lectronique C ouleur A vec M émoire – início dos anos 60 )  “Fora da lei” dos padrões de vídeo analógicos  Superior ao NTSC, mas não necessariamente superior ao PAL  Adoção do SECAM por muitos países a partir da conversão para PAL ou do uso de um sistema dual de radiodifusão (PAL e SECAM). Modelo de Imagem VII

48 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 48  Aspectos Práticos – Padrões de Vídeo  SECAMSEC AM  SECAM ( S ystème E lectronique C ouleur A vec M émoire – início dos anos 60 )  Sinal de vídeo composto (entrelaçado)  1 quadro  625 linhas  50 campos/25 fps  Componente de cor implementada diferentemente tanto do PAL quanto do NTSC http://hometheater.about.com/cs/consumerresources/a/aawhosyourpala_2.htm  Aspectos Práticos – Padrões de Vídeo  SECAMSEC AM  SECAM ( S ystème E lectronique C ouleur A vec M émoire – início dos anos 60 )  Sinal de vídeo composto (entrelaçado)  1 quadro  625 linhas  50 campos/25 fps  Componente de cor implementada diferentemente tanto do PAL quanto do NTSC http://hometheater.about.com/cs/consumerresources/a/aawhosyourpala_2.htm Modelo de Imagem VIII

49 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 49 Modelo de Imagem VIII  Aspectos Práticos – Síntese dos Padrões de Vídeo Padrão CaracterísticaNTSCPALSECAM N º de imagens/s 29,97 25 ms/imagem 33,37 40 N º de linhas/imagem 525 625 Relação de aspecto4:3 Entrelaçado2:1 s/linha 63,53 64 Padrão CaracterísticaNTSCPALSECAM N º de imagens/s 29,97 25 ms/imagem 33,37 40 N º de linhas/imagem 525 625 Relação de aspecto4:3 Entrelaçado2:1 s/linha 63,53 64

50 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 50  Aspectos Práticos – Lembretes I  Imagem entrelaçada  Linhas ímpares (1,3,5,...) escaneadas na metade do tempo predefinido (e.g. 20 ms em PAL) e as linhas pares (2,4,6,...) na metade restante  Visualização da imagem  Coordenação com tal formato de imageamento  Entrelaçamento das linhas de uma imagem de vídeo  Redução da percepção do efeito de tremulação pelo observador  Aspectos Práticos – Lembretes I  Imagem entrelaçada  Linhas ímpares (1,3,5,...) escaneadas na metade do tempo predefinido (e.g. 20 ms em PAL) e as linhas pares (2,4,6,...) na metade restante  Visualização da imagem  Coordenação com tal formato de imageamento  Entrelaçamento das linhas de uma imagem de vídeo  Redução da percepção do efeito de tremulação pelo observador Modelo de Imagem IX

51 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 51  Aspectos Práticos – Lembretes II  Imagem entrelaçada  Uso de imagens geradas por uma fonte de vídeo entrelaçado  Exigência do conhecimento prévio da “montagem” das duas meias-imagens pelo hardware  Análise de objetos em movimento  Cuidado especial com o entrelaçamento do vídeo, a fim de evitar bordas em "ziguezague"  Aspectos Práticos – Lembretes II  Imagem entrelaçada  Uso de imagens geradas por uma fonte de vídeo entrelaçado  Exigência do conhecimento prévio da “montagem” das duas meias-imagens pelo hardware  Análise de objetos em movimento  Cuidado especial com o entrelaçamento do vídeo, a fim de evitar bordas em "ziguezague" Modelo de Imagem X

52 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 52  Aspectos Práticos – Lembretes III N  Número de linhas ( N ) de uma fonte de vídeo  Correspondência em geral de 1:1 com as linhas da imagem de vídeo M  Número de colunas ( M ) de uma fonte de vídeo  Dependência da natureza do circuito eletrônico empregado na digitalização da imagem M = 384512768  Diferentes imageadores de quadros  Produção de M = 384, 512 ou 768 colunas (pixels) por linha para a mesma câmera de vídeo  Aspectos Práticos – Lembretes III N  Número de linhas ( N ) de uma fonte de vídeo  Correspondência em geral de 1:1 com as linhas da imagem de vídeo M  Número de colunas ( M ) de uma fonte de vídeo  Dependência da natureza do circuito eletrônico empregado na digitalização da imagem M = 384512768  Diferentes imageadores de quadros  Produção de M = 384, 512 ou 768 colunas (pixels) por linha para a mesma câmera de vídeo Modelo de Imagem XI

53 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 53  Primeira etapa de qualquer aplicação de PDI  Conversão usual do sinal óptico em um sinal elétrico analógico  Digitalização do sinal elétrico analógico  Digitalizador de vídeo (frame grabber)  Finalização do processo de formação da imagem digital  Primeira etapa de qualquer aplicação de PDI  Conversão usual do sinal óptico em um sinal elétrico analógico  Digitalização do sinal elétrico analógico  Digitalizador de vídeo (frame grabber)  Finalização do processo de formação da imagem digital Formação da Imagem Digital I

54 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 54  Deformação ou Degradação da Imagem Digital  Introdução por cada subsistema de formação da imagem digital  E.g. distorção radiométrica, distorção geométrica, incorporação de ruído, transformação não linear  Relevância da modelagem matemática  Restauração da imagem digital  Redução das deformações  Minimização das degradações  Deformação ou Degradação da Imagem Digital  Introdução por cada subsistema de formação da imagem digital  E.g. distorção radiométrica, distorção geométrica, incorporação de ruído, transformação não linear  Relevância da modelagem matemática  Restauração da imagem digital  Redução das deformações  Minimização das degradações Formação da Imagem Digital II

55 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 55  Técnicas de Realce de Imagens  Melhoramento da qualidade visual da imagem digital  Realce de contraste  Aguçamento de bordas  Redução de ruído  Pseudocoloração  Halftoning  Embasamento mais heurístico do que as técnicas de restauração (fundamentos matemáticos rigorosos)  Técnicas de Realce de Imagens  Melhoramento da qualidade visual da imagem digital  Realce de contraste  Aguçamento de bordas  Redução de ruído  Pseudocoloração  Halftoning  Embasamento mais heurístico do que as técnicas de restauração (fundamentos matemáticos rigorosos) Formação da Imagem Digital III

56 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 56  Conteúdo de Freqüência de uma Imagem Digital  Relevância nos processos de filtragem digital do ruído e de restauração e compressão da imagem digital  Obtenção do conteúdo de freqüência de uma imagem digital  Transformadas de imagem  Teoria das Transformadas  Parte integral do PDI  Conteúdo de Freqüência de uma Imagem Digital  Relevância nos processos de filtragem digital do ruído e de restauração e compressão da imagem digital  Obtenção do conteúdo de freqüência de uma imagem digital  Transformadas de imagem  Teoria das Transformadas  Parte integral do PDI Formação da Imagem Digital IV

57 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 57  Conteúdo de Freqüência de uma Imagem Digital  Uso de transformadas bidimensionais  Imagens digitais são sinais bidimensionais  Necessidade de computação de um grande número de operações numéricas (multiplicações e adições)  Importância da concepção de algoritmos de transformadas rápidas  Conteúdo de Freqüência de uma Imagem Digital  Uso de transformadas bidimensionais  Imagens digitais são sinais bidimensionais  Necessidade de computação de um grande número de operações numéricas (multiplicações e adições)  Importância da concepção de algoritmos de transformadas rápidas Formação da Imagem Digital V

58 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 58  Armazenamento de Imagens Digitais  Necessidade de grande quantidade de memória  Câmara de vídeo produzindo imagens coloridas de (640 x 480) pixels a 30 fps  27,65 MB de dados/s  Redução de requisitos de memória  Compressão e codificação digital  Redundância de informação existente na imagem  Relevância em várias aplicações (e.g. bases de dados de imagens, transmissão digital de imagens, vídeo digital, TV de alta definição)  Armazenamento de Imagens Digitais  Necessidade de grande quantidade de memória  Câmara de vídeo produzindo imagens coloridas de (640 x 480) pixels a 30 fps  27,65 MB de dados/s  Redução de requisitos de memória  Compressão e codificação digital  Redundância de informação existente na imagem  Relevância em várias aplicações (e.g. bases de dados de imagens, transmissão digital de imagens, vídeo digital, TV de alta definição) Formação da Imagem Digital VI

59 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 59  Classificação e Caracterização de Imagens Digitais  Compreensão do processamento feito  Qual  Qual o tipo de resultado esperar de uma operação  Qual  Qual o esforço computacional associado uma operação  Classificação e Caracterização de Imagens Digitais  Compreensão do processamento feito  Qual  Qual o tipo de resultado esperar de uma operação  Qual  Qual o esforço computacional associado uma operação Operações em Imagens I

60 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 60  Tipos  Pontuais  O valor de saída em uma coordenada específica depende apenas do valor de entrada naquela coordenada  Tipos  Pontuais  O valor de saída em uma coordenada específica depende apenas do valor de entrada naquela coordenada Operações em Imagens II i e (x,y) i s (x,y) (x,y) (x’,y’)

61 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 61  Tipos  Locais  O valor de saída em uma coordenada específica depende de valores de entrada da vizinhança daquela coordenada  Tipos  Locais  O valor de saída em uma coordenada específica depende de valores de entrada da vizinhança daquela coordenada Operações em Imagens III i e (x,y) i s (x,y) (x,y) (x’,y’) Tipos de Vizinhança 4-conectada 6-conectada 8-conectada

62 DSC/CCT/UFCG rangel@dsc.ufcg.edu.br/ rangeldequeiroz@yahoo.com.br 62  Tipos  Globais  O valor de saída em uma coordenada específica depende de todos os valores da imagem de entrada  Tipos  Globais  O valor de saída em uma coordenada específica depende de todos os valores da imagem de entrada Operações em Imagens IV i e (x,y) i s (x,y) (x’,y’)

63 UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE – UFCG Av Aprígio Veloso, S/N – Bodocongó – CEP: 58109-190 – Campina Grande – PB www.ufcg.edu.br/ – Fones: (0xx83) 310 1467/1192 – Fax: (0xx83) 310 1273 UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE – UFCG Av Aprígio Veloso, S/N – Bodocongó – CEP: 58109-190 – Campina Grande – PB www.ufcg.edu.br/ – Fones: (0xx83) 310 1467/1192 – Fax: (0xx83) 310 1273 DSC/CCT/UFCG rangel@dscufcgedubr/ rangeldequeiroz@yahoocombr José Eustáquio Rangel de Queiroz Professor Adjunto DSC/UFCG E-mail: rangel@dsc.ufcg.edu.br rangeldequeiroz@yahoo.com.br Site departamental: www.ufcg.edu.br/~rangel Fone: 1119/1120 Ramal 214