Processamento Digital de Imagens
Fundamentação Teórica
Odilon Francisco
http://dsc.ufcg.edu.br/~odilon
[email protected]
Elloá Barreto Guedes
http://dsc.ufcg.edu.br/~elloa
[email protected]
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
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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.
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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.
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Sistema Típico para o Processamento Digital de Imagens
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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
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Conceitos Fundamentais
 Resolução
 É a habilidade de distinguir pequenos detalhes
espaciais
 Indica quantos pontos ou pixels por polegada
existem na imagem
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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)
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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.
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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
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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.
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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
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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).
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Operações Radiométricas
 São técnicas que modificam a
distribuição dos níveis de cinza de
uma imagem preservando os
contornos.
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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.
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Operações Radiométricas
 Pontuais
 Lógicas(NOT, AND, OR, XOR)
 Aritméticas (+, -, *, /)
 Histogrâmicas
 Expansão/Compressão
 Equalização
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Operações Lógicas
not
=
~a
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Operações Lógicas
and
=
a&b
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Operações Lógicas
or
=
a|b
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Operações Lógicas
nand
=
~(a & b)
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Operações Lógicas
nor
=
~(a | b)
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Operações Lógicas
xor
=
a^b
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Filtragem Espacial
 O primeiro passo efetivo do
processamento digital de imagens é
comumente conhecido como préprocessamento;
 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.
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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
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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
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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
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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.
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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
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Filtragem Espacial
 Operador de Prewitt: Suaviza a
imagem, atenuando o ruído.
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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.
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Dúvidas?!
Obrigada (=
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