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(AULA 1 - Curso: TADS - Disciplina: PDI - Professora Alessandra)

Introdução:

Processamento Digital de Imagem:

• Envolve processos cujas entradas e saídas são imagens e, além disso, envolve processos de extração de atributos de imagens até — e inclusive — o reconhecimento de objetos individuais.

Áreas Principais de Aplicação:

• Melhoramento de informações visuais para a interpretação humana;
• Remoção de Ruído;
  • Debluring
  • Melhoramento de contraste
  • Manipulação de Imagem
• Processamento de dados de imagens (Armazenamento, transmissão e representação) considerando a percepção automática por máquinas.
  • Monitoramento de tráfego;
  • Identificação de Indivíduos;
  • Automação Industrial;
  • Vigilância Visual;

Processos Computacionais:

1. Processos de nível baixo:

• Tanto a entrada quanto a saída de um processo são imagens;
• Envolvem operações primitivas, como:
  • Redução do ruído;
  • Realce de contraste;
  • Aguçamento da imagens.

2. Processos de nível médio:

• é caracterizado pelo fato de suas entradas, em geral, serem imagens, mas as saídas são atributos extraídos dessas imagens;
• Envolve tarefas como:
  • Segmentação (separação de uma imagem em regiões ou objetos);
  • Descrição desses objetos;
  • Classificação (reconhecimento) de objetos individuais;

3. Processamento de nível alto:

• Envolve “dar sentido” a um conjunto de objetos reconhecidos, como na análise de imagens e, no extremo dessa linha contínua, realizar as funções cognitivas normalmente associadas à visão;

Conceitos primordiais:

Objetivo das técnicas de Processamento de Imagem:

• Aumentar o escopo do que podemos ver em nossa realidade;
• Conseguir por meio de retratos extrair dados relevantes;
• Conseguir descrever e identificar objetos e eventos com maior precisão;

Derivação das técnicas:

• Biologia / Fisiologia Animal;
• Sensor = Olho (Captura dos fótons);
• Algoritmo = Cérebro (Extração das informações);
• Fenômenos de percepção:
  1. O olho tem a capacidade de preencher lacunas de informação;
  2. Possui a capacidade de perceber propriedades geométricas incomuns;
  3. Ilusões de óptica = Lógica incorreta criada pela interpretação de uma figura pelo cérebro humano;

Sensor:

• Geralmente compostos por espelhos;
• Substituto do olho humano;
• Maior o tamanho do sensor = maior qualidade da imagem (Pode haver exerções);
• Os sensores tem como trabalho transformar as imagens capturadas em uma informação que o cérebro humano possa entender e interpretar.
• Exemplo:
  1. Scanners;
  2. Câmera;
  3. Espectrômetro;

Imagem:

• Função bidimensional (2-d) de intensidade de luz f (x, y):
  • x e y são as coordenadas espaciais;
  • f no ponto (x, y) representa a intensidade ou cor naquela coordenada;
  • na prática, são denidas em regiões retangulares;
• Contínua no espaço;
• Contínua em amplitude;
• Pode ser interpretado como um registro ou captura de um evento em um determinado instante (Pixel/tempo);

Imagem Digital:

• As Função que antes eram contínuas se tornam agora são amostradas e seu grau de amplitude agora é quantizado;
• A imagem digital é a representação da imagem contínua por um array 2-d de amostras discretas (Possuem um intervalo de valores);
• Essas amostras possuem uma localização e valor específicos. esse elementos podem ser chamados de:
  • Elementos Pictóricos;
  • Elementos de imagem;
  • pels;
  • pixels;

Pixel:

• termo mais utilizado para representar cada elemento/unidade da matriz (Menor partícula de uma imagem);

Amostragem:

• Ato que o sensor realiza ao transformar a observação "real" em uma observação discreta (quantizada);
• Essa quantização depende do número possíveis de bits que essa imagem pode ser armazenada;
• Maior número de bits = Maior definição e nitidez na imagem;

Tela:

• Forma de se denominar uma matriz que possui como elementos graus de "intensidade";
  • A matriz da tela tem seu inicio no canto superior esquerdos nas coordenadas (1,1);
• Intensidade: Substantivo que significado um certo grau de algo. Em "PI" intensidade retrata o grau de preto(0) até branco(255);
• Geralmente é a combinação de 3 telas(matrizes) que formam uma imagem;

Níveis de cinza:

• Nome dado aos graus de intensidade que uma pixel pode possuir;
• Quanto maior o número de bits mais sutil essa gradação de "preto <-> branco" acontece;
  • A imagem pixelidazada (Quadriculada) é resultado de um número pequeno de pixels;
  • Mais bits = Mais pixels = Maior capacidade de arredondamento dos elementos (Resolução da imagem);
• Adaptações ao brilho:
  • Efeito banda de Mach;
  • Embora o nível de cinza seja contante, o nosso cérebro percebe uma forte alteração nas bordas;
  • O brilho de uma região não depende apenas de sua intensidade;
• Saturação: É um valor que ao superar o limite de 255 é diminuído para ficar dentro do limite;
• Ruído: Se apresenta como uma granulação na textura;
• Resolução:
  • Espacial: é o melhor detalhe discernível em uma imagem (pontos por polegada - dpi);
  • de Intensidade: é a menor variação discernível entre níveis de intensidade;
    1. Cuidado com as denominação png(a imagem salva fica com melhor definição) e jpg;

Adaptação de Brilho e Discriminação:

• Efeito de banda Mach;
  • Ilusão de óptica que faz com que sejam observados um padrão de brilho fortemente alterado nas bordas de uma imagem em tons de cinza;
  • Enquanto que na imagens os níveis sejam constantes o olho humano vê um brutal diferença de tonalidade;

Contraste simultâneo:

• "Um brilho de uma região não depende apenas de sua intensidade. O ambiente interfere o brilho da forma."

Modelos de cores:

• RGB = RED (Vermelho) / GREEN (Verde) / BLUE (Azul)

  • "Trabalha com Luz / Fótons" -> A combinação máxima das 3 cores gera o branco;
  • A mesma combinação de cores dos cones no olho humano;
  • Cada entidade dessa é uma matriz / tela (canal) que ao se combinarem formam uma imagem;
  • As telas unitariamente ainda são em tons de cinza;
  • É representado por um cubo;
    1. Vértices: Cores primárias e Secundárias, preto e branco (em pontos opostos);
    2. Diagonal (Preto <-> Branco): Escalas de cinza;

• CMYK = Cyan (Ciano), Magenta (Magenta), Yellow (Amarelo) e black (Preto)

  • "Trabalha com tinta" -> A combinação máxima das 3 cores gera a quarta cor, o preto;
  • Sistema das cores secundarias (combinações das primarias);
  • Sistema aplicado na impressão de imagens;
  • Você não atinge o preto nessa escala;
  • É representado por um cone;

• HSV = Hue (matiz / Tom), Saturation (saturação) e Value (valor)

  • Matiz ou tonalidade refere-se à cor pura, ou seja, é relativa ao comprimento de onda da luz;
  • A saturação ou pureza refere-se ao quanto que essa cor pura é diluída na luz branca;
  • É representado por um bolo (Circulo tridimensional);