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1Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Mdulo 3 Amostragem de Imagens Sistema Multimdia Ana Tom Jos Vieira Departamento de Electrnica, Telecomunicaes e Informtica Universidade de Aveiro

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2Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Imagens Digitais

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3Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Sumrio O olho Humano Sistemas digitais de captura de imagem Amostragem de imagens Re-amostragem de imagens digitais (zoom) Aliasing em imagem Representao de imagens digitais Codificao de imagens a preto e branco Codificao de imagens coloridas Imagens indexadas

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4Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Sumrio (cont) Display de imagens no Matlab Contedo de frequncia de um sinal Som e Imagem Espectrograma

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5Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia O Olho Humano

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6Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Densidade de Sensores do Olho

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7Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Olhos Artificiais

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8Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia CCD A Retina Artificial Exemplo de um CCD Charge-Coupled Device. Inventado em 1969

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9Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Amostragem

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10Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Efeito da Resoluo 800532 200133 10067 5034

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11Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Efeito da Resoluo 800532200133 100675034

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12Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Re-amostragem muito frequente a resoluo da imagem no coincidir com a resoluo do display pelo que se torna necessrio realizar uma mudana na dimenso da imagem. Este processo costuma ser designado por zoom na linguagem comum A operao que necessrio realizar a de re-amostragem

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13Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Aumento da Dimenso de uma Imagem ? ? Neste exemplo a imagem aumentada para o dobro da dimenso original O que colocar nos pixis novos? Repetir o valor do pixel original Colocar um valor que tenha em conta os pixis adjacentes (Interpolao)

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14Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Aumento da Dimenso de uma Imagem Repetio do valor dos pixis Original

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15Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Aumento da Dimenso de uma Imagem Utilizao da interpolao para obter a imagem aumentada Original

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16Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Aumento da Dimenso de uma Imagem - Detalhe Valor dos pixis da primeira linha da imagem

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17Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Aliasing em Imagem

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18Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Aliasing em Imagem http://www.youtube.com/watch?v=zdW7PvGZ0uM&playnext=1&list=PL2F6E056B13C904AB&feature=results_main http://blog.alexbeutel.com/135/image-aliasing-of-plane-propellers-in-photos-and-video/

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19Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Representao de Imagens Digitais Uma imagem a preto-e-branco pode ser representada como uma matriz. Cada ponto da imagem associado a um elemento da matriz. Cada elemento numrico da matriz representa o nvel de cinzento do ponto associado da imagem.

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20Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Imagens Binrias 1 Branco 0 - Preto Cdigo utilizado

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21Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Imagens de Intensidade 3 Branco 2 Cinza claro 1 Cinza escuro 0 Preto Cdigo utilizado

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22Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Imagens de Intensidade Numa imagem de nveis de cinzento, cada pixel pode ser representado por um byte, tendo-se assim 256 nveis possveis 255 Branco 1:254 Cinzas 0 Preto Cdigo utilizado

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23Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Informao numa Imagem Intensidade do sinal na linha assinalada. Nas zonas mais claras a imagem tem valores mais elevados.

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24Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Exemplo de uma imagem de rudo

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25Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Espao ocupado por uma imagem a preto e branco Uma imagem que tenha N por M pxeis e que utilize para cada pixel um byte para representar a intensidade necessita de NM bytes para ser armazenada. Problema: Uma cmara fotogrfica a preto e branco com 16881248 pxeis quanto espao de memria necessita para armazenar uma imagem?

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26Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Curiosidade Os quadrados A e B apesar de parecerem de nveis de cinza diferentes tm exactamente o mesmo valor. Encontre uma forma de o provar.

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27Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Imagens a Cores Nas imagens a cores, cada ponto composto pelas seguintes cores: Encarnado Verde Azul

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28Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Imagens a Cores A combinao das trs cores base permite formar qualquer outra cor Veja uma animao deste efeito em http://www.colorado.edu/ph ysics/2000/tv/colortv.html

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29Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Exemplo do Efeito Visual de Combinao de Cores

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30Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Cor nas Televises Fotografia do ecran CRT de uma teliviso. Na ampliao consegue-se distinguir claramente que cada pixel tem trs cores RGB /Red Green and Blue).

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31Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Espao de Cores Uma imagem RGB com um byte para cada cor permite gerar 256256256=16 777 216 de cores diferentes No entanto, consegue-se obter uma imagem de boa qualidade utilizando um conjunto de cores mais limitado. O valor RGB dessas cores pode ser guardado numa tabela que acompanha a imagem

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32Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Tabelas de Cor Matrizes (N3) que relacionam cor e intensidade. Uma coluna para R (red), outra para G (green) e outra para B (blue). No Matlab os valores dos elementos das tabelas de cor (mapas de cor) esto entre 0 e 1. Adicionar o mapa de cor a imagens colormap(mapa(N)), colorbar; % N o nmero de cores Determinar o mapa corrente map = colormap

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33Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Tabelas de cor pr-definidas no Matlab 10 20 30 40 50 60 hsv 10 20 30 40 50 60 jet 10 20 30 40 50 60 prism 10 20 30 40 50 60 copper 10 20 30 40 50 60 gray

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34Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Imagens Indexadas 14 17 21 21 53 50 5 8 5 8 10 30 15 18 31 31 18 15 18 31 31 18 16 16 1 128 18 0.1608 0.3529 0.0627 1 255 110 0.1608 0.3529 0.0627 15 14 24 110 3 7 18 MATLAB Hardware Subsistema grfico Tabela de Indireco

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35Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia 0.2642 0.3208 0.3962 0.3962 1.0000 0.9434 0.0943 0.1509 0.0943 0.1509 0.1887 0.5660 0.2830 0.3396 0.5849 0.5849 0.3396 0.2830 0.3396 0.5849 0.5849 0.3396 0.3019 0.3019 Imagens RGB 0.2642 0.3208 0.3962 0.3962 1.0000 0.9434 0.0943 0.1509 0.0943 0.1509 0.1887 0.5660 0.2830 0.3396 0.5849 0.5849 0.3396 0.2830 0.3396 0.5849 0.5849 0.3396 0.3019 0.3019 0.2642 0.3208 0.3962 0.3962 1.0000 0.9434 0.0943 0.1509 0.0943 0.1509 0.1887 0.5660 0.2830 0.3396 0.5849 0.5849 0.3396 0.2830 0.3396 0.5849 0.5849 0.3396 0.3019 0.3019 3 matrizes de intensidade: uma para cada cor

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36Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Display de Imagens Imshow o comando que permite visualizar imagens no Matlab. load trees colormap(map) imshow(X,map), axis image clear all load trees % uma instruo da toolbox % Proc de imagem (s para exemplo) C = ind2rgb(X,map); size(C) ans = 258 350 3 imshow(C), axis image

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37Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Manipulao de Imagens com o ImageJ ImageJ um programa de manipulao de imagens que corre em vrios sistemas operativos Gratuito mas poderoso http://rsb.info.nih.gov/ij/http://rsb.info.nih.gov/ij/

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38Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Contedo de Frequncia de um Sinal

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39Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Anlise em Frequncia Um analisador espectral capaz de revelar o contedo de frequncia de um sinal

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40Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Anlise em Frequncia No caso de sinais cujo o contedo espectral varie ao longo do tempo a anlise espectral anterior no revela essa variao

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41Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Anlise em Frequncia Soma de duas sinusides com as mesmas frequncias do exemplo anterior. Os espectros so semelhantes.

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42Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Espectrograma O Espectrograma revela a forma como as componentes de frequncia de um sinal variam ao longo do tempo.

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43Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Espectrograma Exemplo do contedo de frequncia de uma msica sintetizada com o Matlab.

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44Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Espectrograma Anlise espectral do som de uma flauta

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45Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Anlise de Frequncia em Imagens O conceito de frequncia tambm vlido no caso das imagens. Em vez de ciclos por segundo podemos falar de ciclos por metro (frequncia espacial).

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46Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Anlise de Frequncia em Imagens Em geral as imagens tm componentes de frequncia nas duas dimenses. Exemplo de um padro em xadrez

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47Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia Anlise de Frequncia em Imagens Em geral, as frequncias mais baixas predominam nas imagens reais DCT2 Apenas algumas componentes com valor significativo