Curso de Engenharia Cartográfica e Agrimensura

Processamento Digital de Imagens I – Turma A

2020/1° semestre

Alvaro Muriel Lima MachadoDepartamento de Geomática

alvaroml@ufpr.br

-Contextualização da disciplina

-Objetivos da disciplina

Transformações geométricas,Matrizes,Resolução de sistemas lineares

Métodos de ajustamento

Processamento Digital de Imagens I

• Carga Horária: 45 horas

• Descrição da Ementa: Fundamentos de processamento digital de imagens. Modificação de contraste, filtragem, Correlação. Segmentação de imagens.

Objetivo Geral:

Conhecer técnicas de processamento de imagens digitais que permitem extrair e identificar informações presentes (nas imagens) e melhorar a qualidade de determinados aspectos da imagem, de modo a facilitar a percepção humana e/ou proporcionar elementos para a posterior interpretação automática.

Objetivos Específicos:

- Conhecer e implementar algoritmos de processamento de imagens digitais

- Processar imagens digitais visando a melhoria da interpretação

- Desenvolver métodos para a automação da extração de informações

Programa

1. Fundamentos de imagens digitais

2. Realce de contraste

3. Filtragem

4. Correlação

5. Segmentação

Procedimentos didáticos:

- Aulas teóricas- Aulas práticas- Trabalhos práticos

Avaliação:-Media = (Prova1 + Prova2 + Trabalhos) / 3

Interação da luz com o alvo

INTRODUÇÃO

Resposta espectral: sensibilidade dos conesPomba (5); borboleta (4); tipo de camarão (12)

INTRODUÇÃO

,

Faixa visível

Espectro eletromagnético

,

Faixa visível

Espectro eletromagnético

Fonte de luz (radiação eletromagnética)

Interação da luz com o alvo

Absorção

Transmissão

reflexão

Uma imagem é uma representação...

- Desenho, pintura…

Objeto (3D) Imagem (2D)

M. C. EscherO criador de universos impossíveis

Nosso sistema visual é muito limitado para processar com precisão todas asinformações que nossos olhos absorvem, portanto, ele funciona com base nainterpretação mais provável.

Em raras ocasiões, o cérebro faz uma interpretação errada, fazendo com quepercebamos algo de forma imprecisa: uma ilusão de ótica.Em outras ocasiões, pessoas diferentes podem perceber as coisas de formasdiferentes.

24

Ilusões de Ótica

Ilusão de Zöllner

25

Ilusões de Ótica

Ilusão de movimentoIlusão de Movimento

Uma imagem é uma representação...

- Desenho, pintura…

-Registro por meio de sensores

Objeto (3D) Imagem (2D)

Centro Perspectivo da Câmera

Sistema de coordenadas da cena

Objetos da cena

Imagem

Imageamento: Aquisição de imagens de objetos reais;

Sintese de imagens: Criação de imagens representando objetos

Fonte de luz

Regiões do Espectro eletromagnético

Região óptica

Região passível de imageamento

Região utilizada em sensoriamento remoto

Análise de dados

Coleta de dados

imagem analógica

Imagem digital

Análise visual

Análise digital

Conversão A/D

Conversão D/A

Análise de dados

Coleta de dados

imagem analógica

Imagem digital

Análise visual

Análise digital

Conversão A/D

Conversão D/A

• A análise de imagens pode ser

- Visual - Digital

Características:

-Capacidade de captar, processar e interpretar grandes volumes de dados de natureza visual

Características:

- Faz uso de algoritmos computacionais• entrada: imagens• saída: resultado da interpretação

Processamento de imagens digitais é...– Uma tecnologia de aplicar algoritmos computacionais para processar

uma imagem digital.

• O resultado pode ser:

– Uma imagem

– Um conjunto de atributos ou descritores tais como áreas, classes...

Base de conhecimento

Aquisição da imagem

Domínio do problema

Processamento digital de imagens

As saídas são geralmente imagens

As saídas são geralmente atributos de imagem

Segmen-tação

Processa-mento morfológico

Representação e descrição

Filtragem e realce de imagens

Restauração de imagens

Passos Fundamentais em Processamento Digital de Imagens(adaptado de Gonzalez & Woods, 2008)

Base de conhecimento

Aquisição da imagem

Domínio do problema

Processamento digital de imagens

As saídas são geralmente imagens

As saídas são geralmente atributos de imagem

Segmen-tação

Processa-mento morfológico

Representação e descrição

Filtragem e realce de imagens

Restauração de imagens

Passos Fundamentais em Processamento Digital de Imagens(adaptado de Gonzalez & Woods, 2008)

PDI 1 PDI 2

Áreas afins:

- Processamento de sinais - Computação gráfica- Visão computacional

Descrições

Imagens

Processamento de imagens, computação gráfica e visão computacional

Aspecto Histórico: A introdução do sistema Bartlane de transmissão de imagens via cabo submarino entre Londres e Nova York no início dos anos 20 reduziu o tempo requerido de mais de uma semana para de três horas no transporte de imagens através do oceano Atlântico. Um equipamento especializado de impressão codificava as imagens para transmissão a cabo, as quais eram então reconstruídas no terminal receptor.

Texto e imagens extraídos do Livro Processamento de Imagens Digitais, Rafael C. Gonzalez e Richard E. Woods.

A figura ao lado foi transmitida dessa maneira e reproduzida numa impressora telegráfica contendo caracteres para a simulação de padrões de tons intermediários.

Computação Gráfica

http://www.jrrio.com.br/computacao-grafica/termos-e-conceitos.html

Síntese de imagens

Ocupa-se da produção de representações visuais a partir das especificações geométrica e visual de seus componentes;

É uma das sub-áreas mais difundidas e geralmente confundida com a própria computação gráfica

Área de CAD usa síntese de imagens

Dados/ descrição

Imagem

Níveis de Processamento digital de imagens

Processamento de imagens Visão computacional

Baixo Médio

AltoEntrada: imagem;Saída: imagem

Entrada: imagem;Saída: atributos extraídos das imagens (bordas, contornos, identificação de objetos)

“Pessoas andando com guarda chuva”

-Os métodos de baixo nível geralmente usam pouco conhecimento sobre o conteúdo ou a semântica das imagens. Envolvem operações como a redução de ruído, o aumento do contraste, a extração de bordas e a compressão de imagens.

-Os métodos de alto nível envolvem tarefas como a segmentação das imagens em regiões ou objetos de interesse, descrição desses objetos de modo a reduzi-los a uma forma mais apropriada para representar o conteúdo da imagem e reconhecimento ou classificação desses objetos.

OBJETIVOS DE SE TRABALHAR COM IMAGENS DIGITAIS:

- Melhorar a informação pictorial para interpretação humana (processamento de imagens).- Obter informações para fins de automação de processos (processamento de imagens, visão computacional, visão artificial,...).

Pesquisar:

a) Elementos de interpretação visual : quais são e sua importância na análise de imagens

b) Elementos de imagens digitais :- definição de pixel- resolução e seus aspectos, analisando sua relação com a qualidade de imagens digitais.

c) Comparar a análise visual de imagens com a análise digital de imagens: salientar as vantagens e desvantagens de cada uma.

Prazo: até o dia 09/03