Imagens Digitais

Definição de uma Imagem
Digital
Por que um objeto é visível?
http://www.luminous-landscape.com/tutorials/color_and_vision.shtml
O olho humano – o dispositivo de
entrada da informação visual
Funciona basicamente como uma
câmara lambe-lambe
www.molecularexpressions.com/.../vision.html
A córnea é um tecido transparente e
A pupila
controla
quantidade
depossui
luz que
entra noao
interior
resistente
que
reveste
a da
a irís
superfície
A parte
frontal
coloração
do do
olho
variando
o seu
diâmetro
2 a 8 mm de
anterior
olho.
passo que
a parte
de trásdeé escura
diâmetro
http://www.accessexcellence.org/AE/AEC/CC/images/vision_fig1.gif
A lente, chamada de cristalino, é responsável por
Na aretina
estão os ereceptores
focalizar os objetos modificando
sua curvatura
luminosos do olho.
espessura.
Além disto, as proteínas presentes na sua composição
filtram luzes infravermelho e ultravioletas que poderiam
danificar o olho.
http://www.accessexcellence.org/AE/AEC/CC/images/vision_fig1.gif
A retina possui dois tipos de receptores: os
cones e os bastonetes.
Em um olho existem entre 6 e 7 milhões de
cones que são altamente sensíveis a
cores e entre 75 e 150 milhões de
bastonetes que são responsáveis pela
visão geral sendo analisada.
http://www.evl.uic.edu/aej/488/diagrams/rods_and_cones.jpg
Experiências psicofísicas indicam que
existem três tipos diferentes de pigmentos
presentes nos cones (Sekuler, R. e Blake,
R. Perception. 3ed McGraw Hill, 1990).
Dificuldades na Análise de
Imagens
Efeitos da Vizinhança
Definição de Formas
Reconhecimento
Percepção de Tamanho
Percepção de Profundidade
Perspectiva
Uma imagem digital é uma representação de uma cena por meio de um
conjunto de elementos discretos e de tamanhos finitos, chamados de
pixels, colocados em um arranjo bidimensional. A cada pixel é associado
um valor, no caso de imagens de tons de cinza, ou um conjunto de três
valores para se representar uma cor.
12
12
45
12
10
12
10
12
15
12
20
10
15
12
21
10
valor de cor
0 - preto
255 - branco
256 - tons de cinza
0
0
0
0
0
0
0
0
0
255
255
255
255
255
255
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0
0
0
0
0
0
0
0
0
255
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255
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255
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0
0
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0
0
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0 - preto
255 - branco
256 - tons de cinza
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0
0
Etapas típicas envolvidas no processamento de imagens.
Aquisição da
imagem
Pré-processamento
Segmentação
Reconhecimento dos objetos e
regiões
Aquisição da Imagem
Uso de dispositivos específicos para a
aquisição direta da imagem ou a
digitalização de uma imagem analógica.
Pré-processamento
Prepara a imagem para o processamento,
eliminando, por exemplo, ruídos, ou
selecionando regiões de interesse.
Segmentação
As técnicas de segmentação de imagens podem ser
classificadas nas seguintes categorias :
técnicas de limiar;
métodos baseados em bordas;
métodos baseados em região;
métodos híbridos.
Aquisição de Imagens
Os dispositivos devem:
por meio de algum processo físico, serem
sensíveis a uma banda do espectro
eletromagnético, gerando um sinal elétrico
proporcional a nível de energia recebida e
converter a saída elétrica para a forma
digital.
CCD (charged-coupled device)
Infravermelho
Infravermelho
Raios-X
• simples
• barato
• requer cuidados devido a radiação
Tomografia Computadorizada
Tomografia Computadorizada
Medicina Nuclear
Nesta modalidade são ingeridos, ou aplicados por meio de injeções
intravenosas, isótopos radioativos que se concentram em regiões
específicas do corpo e possuem como produtos de decaimento
raios-gama que são detectados por equipamentos específicos,
produzindo uma imagem da região de interesse.
Ultra-sonografia
Exame baseado na reflexão, por interfaces
de tecidos, de ondas sonoras entre 1 a 15
MHz.
Ressonância Magnética Nuclear
Mapeia a densidade de prótons em uma
região pela aplicação de campos
magnéticos e ondas de rádio freqüência.
Satélites
Digitalização de uma imagem:
Amostragem
(a)
(b)
(c)
(d)
Imagem de uma porção do duodeno obtida em um exame de endoscopia com: (a) 600
dpi (dots per inch), (b) 150 dpi, (c) 50 dpi e (d) 25 dpi.
Digitalização de uma imagem:
Quantização
(a)
(b)
(c)
(d)
Imagem de uma porção do duodeno obtida em um exame de endoscopia com: (a) 8 bits
por pixel (256 tons de cinza), (b) 7 bits por pixel (128 tons de cinza), (c) 4 bits por pixel
(16 tons de cinza) e (d) 1 bit por pixel (2 tons de cinza).
Contraste
Dada uma imagem, o contraste é definido como sendo a diferença do
valor médio de um parâmetro representativo de uma região de
interesse, como, por exemplo, a média dos tons de cinza da região,
e o valor médio do parâmetro representativo do fundo. O fundo
representa todos os pixels da imagem que não fazem parte da
região de interesse.
Resolução
Intervalo de amostragem (em mm ou m);
A largura da imagem obtida pelo sistema ao se adquirir a imagem
de um ponto (em mm);
O tamanho da seção transversal do laser usado para se obter a
imagem pela digitalização de um filme original ou o tamanho de um
detector de estado sólido usado para se obter a imagem digital (em
m);
O menor objeto visível ou a separação entre objetos em uma
imagem (em mm ou m);
A grade mais fina que permanece visível em uma imagem (em
lp/mm).
Histograma
Um histograma é um gráfico de barras que apresenta a distribuição de
tons de cinza de uma imagem. Em imagens de 8 bits, os tons de
cinza são distribuídos no intervalo de 0 a 255.
Distribuições estreitas do histograma, ou seja, com valores significativos
concentrados em um pequeno subintervalo do conjunto de valores
possíveis, são característicos de imagens com pouco contraste, o
que acarreta maior dificuldade na análise.
(a)
(b)
(a) Imagem de tomografia computadorizada de uma fatia de
um pulmão com tons de cinza de 0 a 255. (b) Imagem obtida
pelo mapeamento dos tons de cinza no intervalo [93, 150] para
o intervalo [0, 255].
Filtros Digitais
Sinal de Entrada
Filtro
Sinal de Saída
Exemplos de Aplicações
(a)
(b)
Imagens de uma região da represa de Itupararanga adquiridas pelo
satélite Landsat/TM (banda 4) em: (a) 25/10/1995 e (b) 16/05/2003.
(a)
(b)
Delimitação do corpo d'água da represa de Itupararanga em: (a)
25/10/1995 e (b) 16/05/2003.
Os valores de perímetros obtidos foram de 172,650 km para
25/10/1995 e 151,990 km para 16/05/2003, com erros no cálculo da
área de 2,590 e 2,280 km2 respectivamente.