Fundamentação Teórica Processamento Digital de Imagens Fundamentação Teórica Elloá Barreto Guedes Odilon Francisco http://dsc.ufcg.edu.br/~elloa elloaguedes@gmail.com http://dsc.ufcg.edu.br/~odilon odilonflj@gmail.com

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

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.

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.

Sistema Típico para o Processamento Digital de Imagens

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

Conceitos Fundamentais Resolução É a habilidade de distinguir pequenos detalhes espaciais Indica quantos pontos ou pixels por polegada existem na imagem

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)

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.

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

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.

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

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).

Operações Radiométricas São técnicas que modificam a distribuição dos níveis de cinza de uma imagem preservando os contornos.

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.

Operações Radiométricas Pontuais Lógicas(NOT, AND, OR, XOR) Aritméticas (+, -, *, /) Histogrâmicas Expansão/Compressão Equalização

Operações Lógicas not = ~a

Operações Lógicas and = a & b

Operações Lógicas or = a | b

Operações Lógicas nand = ~(a & b)

Operações Lógicas nor = ~(a | b)

Operações Lógicas xor = a^b

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.

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

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

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

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.

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

Operador de Prewitt: Suaviza a imagem, atenuando o ruído. Filtragem Espacial Operador de Prewitt: Suaviza a imagem, atenuando o ruído.

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.

Dúvidas?! Obrigada (=