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10/2/2014
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PROCESSAMENTO
DIGITAL DE IMAGENS
Processamento Digital de Imagens
Motivado por duas principais aplicaes:
Melhorar a informao da imagem para
interpretao humana
Processamento de cenas para percepo de
mquinas (Viso Computacional)
Armazenamento e transmisso eficientes
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Processamento Digital de Imagens
Emprega mtodos capazes de melhorar a informao pictorial para interpretao e anlises humanas
Aplicaes tpicas:
Realce do contedo da imagem
Aumento de contraste
Correo de imagens borradas
Correo de iluminao
Eliminao de rudos
Pseudo-colorao
Processamento Digital de Imagens
Processamento de histogramas
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Processamento Digital de Imagens
Expanso de contraste
Processamento Digital de Imagens
Correo de foco
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Processamento Digital de Imagens
Correo de movimento
Processamento Digital de Imagens
Correo de iluminao irregular
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Processamento Digital de Imagens
Eliminao de Rudos
Processamento Digital de Imagens
Eliminao de Rudos: filtros de mdia
Nota-se que neste caso no o melhor filtro
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Processamento Digital de Imagens
Realce
Uso do Filtro Laplaciano
Processamento Digital de Imagens
Eliminao de rudos peridicos
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Processamento Digital de Imagens
Pseudo-colorao
Processamento Digital de Imagens
Pseudo-colorao
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Aplicaes: Retoque digital
Viso Computacional
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Viso Computacional
A viso est diretamente relacionada com a
Inteligncia!
Viso Computacional
Um dos maiores desafios cientficos do
homem contemporneo
Est muito distante de ser solucionado
Um dos melhores exemplos da
multidisciplinaridade da cincia
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Viso Computacional
Interesse na extrao de informaes
quantitativas da imagem com o objetivo de
classificao de padres e recuperao de
imagens por contedo.
Extrao de caractersticas
Automtica
Semiautomtica
Viso Computacional
Tipos de caractersticas
Cor: produz uma assinatura de cor para a
imagem ou para uma regio
mdia de cor, histograma, etc.
Forma: descreve a forma de um objeto
compacidade, ndice de convexidade, permetro, etc.
Textura: produz uma caracterizao matemtica
de um padro que se repete na imagem
entropia, contraste, transformada de Wavelet ou
Fourier, etc.
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Aplicaes
Reconhecimento e anlise de plantas for meio
da forma e textura
Aplicaes
Caracterizao das estruturas internas de uma
folha
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Aplicaes
Anlise de imagens urbanas de
sensoriamento remoto
Aplicaes
Desenvolvimento de rotinas computacionais
para caracterizao morfolgica de
espermatozoides de touro
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Aplicaes
Aplicaes
Busca por objetos que possuem formato semelhante
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Aplicaes
Busca por cor semelhante
Aplicaes
Busca parcial de imagens
Neste projeto exploramos o uso de grafos para
buscar imagens que contenham uma imagem
dada como referncia
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Aplicaes
Diagnstico por imagem, CBIR (busca por
contedo), etc.
Aplicaes
Aplicaes industriais
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Processamento Digital de Imagens
Compresso de imagens
Imagens normalmente contm redundncias que
podem ser exploradas para obter a compresso
de imagens
Processamento Digital de Imagens
Compresso de imagens
Compresso mnima
(jpeg) 105 KB
Compresso mxima
(jpeg) 16 KB Imagem original -
257 KB
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Um pouco de histria
Uma das primeiras aplicaes de tcnicas de PDI para interpretao humana: imagens digitalizada para jornal transmitidas por cabos submarinos entre Londres e Nova York usando Bartlane cable picture transmission.
Desenvolvida no inicio do sculo 20, esta tecnologia de transmisso reduziu o tempo de transporte de uma semana para menos de 3hs.
Problemas iniciais quanto a qualidade das imagens estava relacionadas com a seleo dos procedimentos de impresso e distribuio dos nveis de cinza (a reproduo das imagens era feita em uma impressora de telgrafo simulando halftone)
Um pouco de histria
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Um pouco de histria
O mtodo de impresso usando impressoras
de telgrafo foi abandonado em 1921, tendo
sido substitudo por reproduo fotogrfica
das fitas perfuradas do terminal de telgrafo.
Houve uma melhora evidente quanto
resoluo e distribuio dos nveis de cinza (5
niveis de cinza).
Um pouco de histria
A capacidade do Batlane system foi aumentada para 15 nveis de brilho em 1929.
Imagens passaram a ser obtidas por um sistema de revelao de filme via feixes de luz que eram modulados pela fita (tape) da imagem codificada.
Novos mtodos de processamento para melhorar imagens digitais (transmitidas) continuaram at a dcada de 60.
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Um pouco de histria
A ida ao homem a lua e computadores com capacidades cada vez maiores revelaram o potencial do conceito de processamento de imagens. Trabalhos usando tcnicas
computacionais para melhorar imagens obtidas por sondas espaciais comearam no Jet Propulsion Lab. (Pasadena, CA) em 1964 quando imagens da lua foram transmitidas pela Ranger7. (correes das distores da imagem devido a cmara de TV a bordo)
Um pouco de histria
De 1964 at hoje, a rea de processamento
digital de imagens tem crescido muito.
Alm das aplicaes no programa espacial,
tcnicas de processamento digital de imagens
tm sido usadas para uma grande variedade
de aplicaes
medicina, biologia, sensoriamento remoto,
astronomia, geologia, aplicaes militares,
aplicaes industriais entre outras
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Passos para o processamento e
anlise de imagens
Aquisio da imagem
Pr-processamento
Segmentao
Descrio e extrao de
caractersticas
Classificao/reconhecimento de
padres
Formao da
imagem
resultado
B
A
S
E
D
E
C
O
N
H
E
C
I
M
E
N
T
O
Photoshop / Gimp
Matlab / Scilab / Octave
ImageJ
OpenCV
Imagemagick
ITK / VTK
Algumas Ferramentas / Bibliotecas
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Livro Texto
Processamento Digital de Imagens, 3 edio,
Rafael C. Gonzalez, Richard E. Woods