Aula 4 de SM

Mdulo 3 Amostragem de Imagens Sistema MultimdiaAna TomJos VieiraDepartamento de Electrnica, Telecomunicaes e InformticaUniversidade de Aveiro#Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia1Imagens Digitais

#Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia2SumrioO olho HumanoSistemas digitais de captura de imagemAmostragem de imagensRe-amostragem de imagens digitais (zoom)Aliasing em imagemRepresentao de imagens digitaisCodificao de imagens a preto e brancoCodificao de imagens coloridasImagens indexadas#Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia3Sumrio (cont)Display de imagens no MatlabContedo de frequncia de um sinalSom e ImagemEspectrograma#Mdulo 3 parte II de Sistemas MultimdiaO Olho Humano

#Mdulo 3 parte II de Sistemas MultimdiaOs Cones so responsveis pela captao da cor e encontram-se maioritariamente na Fvea 4,5milhes.Os Bastonetes existem so mais sensveis a variaes de luminosidade e existem em maior nmero. So os responsveis pela viso perifrica 90milhes.

5Densidade de Sensores do Olho

#Mdulo 3 parte II de Sistemas MultimdiaOlhos Artificiais

#Mdulo 3 parte II de Sistemas MultimdiaCCD A Retina ArtificialExemplo de um CCD Charge-Coupled Device. Inventado em 1969

#Mdulo 3 parte II de Sistemas MultimdiaAmostragem

#Mdulo 3 parte II de Sistemas MultimdiaEfeito da Resoluo

800532200133100675034#Mdulo 3 parte II de Sistemas MultimdiaDecimar esta imagem no Matlab com filtragem passa baixo10Efeito da Resoluo

800532200133100675034#Mdulo 3 parte II de Sistemas MultimdiaDecimar esta imagem no Matlab com filtragem passa baixo11Re-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 comumA operao que necessrio realizar a dere-amostragem#Mdulo 3 parte II de Sistemas MultimdiaAumento da Dimenso de uma Imagem

?Neste exemplo a imagem aumentada para o dobro da dimenso originalO que colocar nos pixis novos?Repetir o valor do pixel originalColocar um valor que tenha em conta os pixis adjacentes (Interpolao)#Mdulo 3 parte II de Sistemas MultimdiaAumento da Dimenso de uma ImagemRepetio do valor dos pixis

Original#Mdulo 3 parte II de Sistemas MultimdiaAumento da Dimenso de uma ImagemUtilizao da interpolao para obter a imagem aumentada

Original#Mdulo 3 parte II de Sistemas MultimdiaAumento da Dimenso de uma Imagem - Detalhe

Valor dos pixis da primeira linha da imagem#Mdulo 3 parte II de Sistemas MultimdiaAliasing em Imagem

#Mdulo 3 parte II de Sistemas MultimdiaAliasing em Imagem

http://www.youtube.com/watch?v=zdW7PvGZ0uM&playnext=1&list=PL2F6E056B13C904AB&feature=results_mainhttp://blog.alexbeutel.com/135/image-aliasing-of-plane-propellers-in-photos-and-video/#Mdulo 3 parte II de Sistemas MultimdiaRepresentao de Imagens DigitaisUma 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.

#Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia19Imagens Binrias1 Branco0 - Preto

Cdigo utilizado#Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia20Imagens de Intensidade3 Branco2 Cinza claro1 Cinza escuro0 Preto

Cdigo utilizado#Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia21Imagens de IntensidadeNuma imagem de nveis de cinzento, cada pixel pode ser representado por um byte, tendo-se assim 256 nveis possveis

255 Branco1:254 Cinzas0 PretoCdigo utilizado#Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia22Informao numa Imagem

Intensidade do sinal na linha assinalada. Nas zonas mais claras a imagem tem valores mais elevados.

#Mdulo 3 parte II de Sistemas MultimdiaExemplo de uma imagem de rudo

#Mdulo 3 parte II de Sistemas MultimdiaEspao 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?#Mdulo 3 parte II de Sistemas MultimdiaCuriosidade

Os quadrados A e B apesar de parecerem de nveis de cinza diferentes tm exactamente o mesmo valor. Encontre uma forma de o provar.#Mdulo 3 parte II de Sistemas MultimdiaImagens a CoresNas imagens a cores, cada ponto composto pelas seguintes cores:

EncarnadoVerdeAzul#Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia27Imagens a Cores

A combinao das trs cores base permite formar qualquer outra corVeja uma animao deste efeito emhttp://www.colorado.edu/physics/2000/tv/colortv.html

#Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia28Exemplo do Efeito Visual de Combinao de Cores

#Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia29Cor 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).#Mdulo 3 parte II de Sistemas MultimdiaEspao de CoresUma 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#Mdulo 3 parte II de Sistemas MultimdiaTabelas de CorMatrizes (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 imagenscolormap(mapa(N)), colorbar;% N o nmero de cores Determinar o mapa corrente map = colormap

#Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia32Tabelas de cor pr-definidas no Matlab

102030405060hsv

102030405060jet

102030405060prism

102030405060copper

102030405060gray#Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia33Imagens Indexadas

14 17 21 21 53 50 5 8 5 8 10 30 15 18 31 31 18 15 18 31 31 18 16 161128180.1608 0.3529 0.062712551100.1608 0.3529 0.06271514 241103718MATLABHardwareSubsistema grficoTabela de Indireco#Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia340.2642 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 0.3019Imagens 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 0.30190.2642 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 0.30193 matrizes de intensidade: uma para cada cor#Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia35Display de ImagensImshow o comando que permite visualizar imagens no Matlab.load treescolormap(map)imshow(X,map), axis imageclear allload trees% uma instruo da toolbox% Proc de imagem (s para exemplo)C = ind2rgb(X,map);size(C)ans = 258 350 3imshow(C), axis image

#Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia36Testar este programa na aulaManipulao de Imagens com o ImageJImageJ um programa de manipulao de imagens que corre em vrios sistemas operativosGratuito mas poderosohttp://rsb.info.nih.gov/ij/#Mdulo 3 parte II de Sistemas MultimdiaContedo de Frequncia de um Sinal#Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia38Anlise em FrequnciaUm analisador espectral capaz de revelar o contedo de frequncia de um sinal

#Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia39Anlise em FrequnciaNo caso de sinais cujo o contedo espectral varie ao longo do tempo a anlise espectral anterior no revela essa variao

#Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia40Anlise em FrequnciaSoma de duas sinusides com as mesmas frequncias do exemplo anterior. Os espectros so semelhantes.

#Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia41EspectrogramaO Espectrograma revela a forma como as componentes de frequncia de um sinal variam ao longo do tempo.

#Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia42EspectrogramaExemplo do contedo de frequncia de uma msica sintetizada com o Matlab.

#Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia43EspectrogramaAnlise espectral do som de uma flauta

#Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia44Anlise de Frequncia em ImagensO conceito de frequncia tambm vlido no caso das imagens. Em vez de ciclos por segundo podemos falar de ciclos por metro (frequncia espacial).

#Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia45Anlise de Frequncia em ImagensEm geral as imagens tm componentes de frequncia nas duas dimenses. Exemplo de um padro em xadrez

#Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia46Anlise de Frequncia em ImagensEm geral, as frequncias mais baixas predominam nas imagens reais

DCT2Apenas algumas componentes com valor significativo#Mdulo 3 parte II de Sistemas Multimdia47