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Curso de Engenharia Cartográfica e Agrimensura
Processamento Digital de Imagens I – Turma A
2020/1° semestre
Alvaro Muriel Lima MachadoDepartamento de Geomática
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-Contextualização da disciplina
-Objetivos da disciplina
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Transformações geométricas,Matrizes,Resolução de sistemas lineares
Métodos de ajustamento
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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.
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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.
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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
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Programa
1. Fundamentos de imagens digitais
2. Realce de contraste
3. Filtragem
4. Correlação
5. Segmentação
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Procedimentos didáticos:
- Aulas teóricas- Aulas práticas- Trabalhos práticos
Avaliação:-Media = (Prova1 + Prova2 + Trabalhos) / 3
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Interação da luz com o alvo
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INTRODUÇÃO
Resposta espectral: sensibilidade dos conesPomba (5); borboleta (4); tipo de camarão (12)
![Page 13: PDI Aula01.ppt - Modo de Compatibilidadealvaroml/PDI/20_03_02/Aula 01.pdf · Microsoft PowerPoint - PDI_Aula01.ppt - Modo de Compatibilidade Author: PI Created Date: 3/2/2020 1:33:44](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022053100/605c82e4740aec44d85f4edf/html5/thumbnails/13.jpg)
INTRODUÇÃO
![Page 14: PDI Aula01.ppt - Modo de Compatibilidadealvaroml/PDI/20_03_02/Aula 01.pdf · Microsoft PowerPoint - PDI_Aula01.ppt - Modo de Compatibilidade Author: PI Created Date: 3/2/2020 1:33:44](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022053100/605c82e4740aec44d85f4edf/html5/thumbnails/14.jpg)
,
Faixa visível
Espectro eletromagnético
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,
Faixa visível
Espectro eletromagnético
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Fonte de luz (radiação eletromagnética)
Interação da luz com o alvo
Absorção
Transmissão
reflexão
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Uma imagem é uma representação...
- Desenho, pintura…
Objeto (3D) Imagem (2D)
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M. C. EscherO criador de universos impossíveis
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![Page 20: PDI Aula01.ppt - Modo de Compatibilidadealvaroml/PDI/20_03_02/Aula 01.pdf · Microsoft PowerPoint - PDI_Aula01.ppt - Modo de Compatibilidade Author: PI Created Date: 3/2/2020 1:33:44](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022053100/605c82e4740aec44d85f4edf/html5/thumbnails/20.jpg)
![Page 21: PDI Aula01.ppt - Modo de Compatibilidadealvaroml/PDI/20_03_02/Aula 01.pdf · Microsoft PowerPoint - PDI_Aula01.ppt - Modo de Compatibilidade Author: PI Created Date: 3/2/2020 1:33:44](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022053100/605c82e4740aec44d85f4edf/html5/thumbnails/21.jpg)
![Page 22: PDI Aula01.ppt - Modo de Compatibilidadealvaroml/PDI/20_03_02/Aula 01.pdf · Microsoft PowerPoint - PDI_Aula01.ppt - Modo de Compatibilidade Author: PI Created Date: 3/2/2020 1:33:44](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022053100/605c82e4740aec44d85f4edf/html5/thumbnails/22.jpg)
Nosso sistema visual é muito limitado para processar com precisão todas asinformações que nossos olhos absorvem, portanto, ele funciona com base nainterpretação mais provável.
![Page 23: PDI Aula01.ppt - Modo de Compatibilidadealvaroml/PDI/20_03_02/Aula 01.pdf · Microsoft PowerPoint - PDI_Aula01.ppt - Modo de Compatibilidade Author: PI Created Date: 3/2/2020 1:33:44](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022053100/605c82e4740aec44d85f4edf/html5/thumbnails/23.jpg)
![Page 24: PDI Aula01.ppt - Modo de Compatibilidadealvaroml/PDI/20_03_02/Aula 01.pdf · Microsoft PowerPoint - PDI_Aula01.ppt - Modo de Compatibilidade Author: PI Created Date: 3/2/2020 1:33:44](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022053100/605c82e4740aec44d85f4edf/html5/thumbnails/24.jpg)
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
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25
Ilusões de Ótica
Ilusão de movimentoIlusão de Movimento
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Uma imagem é uma representação...
- Desenho, pintura…
-Registro por meio de sensores
Objeto (3D) Imagem (2D)
![Page 27: PDI Aula01.ppt - Modo de Compatibilidadealvaroml/PDI/20_03_02/Aula 01.pdf · Microsoft PowerPoint - PDI_Aula01.ppt - Modo de Compatibilidade Author: PI Created Date: 3/2/2020 1:33:44](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022053100/605c82e4740aec44d85f4edf/html5/thumbnails/27.jpg)
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
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Regiões do Espectro eletromagnético
Região óptica
Região passível de imageamento
Região utilizada em sensoriamento remoto
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Análise de dados
Coleta de dados
imagem analógica
Imagem digital
Análise visual
Análise digital
Conversão A/D
Conversão D/A
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Análise de dados
Coleta de dados
imagem analógica
Imagem digital
Análise visual
Análise digital
Conversão A/D
Conversão D/A
![Page 31: PDI Aula01.ppt - Modo de Compatibilidadealvaroml/PDI/20_03_02/Aula 01.pdf · Microsoft PowerPoint - PDI_Aula01.ppt - Modo de Compatibilidade Author: PI Created Date: 3/2/2020 1:33:44](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022053100/605c82e4740aec44d85f4edf/html5/thumbnails/31.jpg)
• 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
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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...
![Page 33: PDI Aula01.ppt - Modo de Compatibilidadealvaroml/PDI/20_03_02/Aula 01.pdf · Microsoft PowerPoint - PDI_Aula01.ppt - Modo de Compatibilidade Author: PI Created Date: 3/2/2020 1:33:44](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022053100/605c82e4740aec44d85f4edf/html5/thumbnails/33.jpg)
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)
![Page 34: PDI Aula01.ppt - Modo de Compatibilidadealvaroml/PDI/20_03_02/Aula 01.pdf · Microsoft PowerPoint - PDI_Aula01.ppt - Modo de Compatibilidade Author: PI Created Date: 3/2/2020 1:33:44](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022053100/605c82e4740aec44d85f4edf/html5/thumbnails/34.jpg)
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
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Áreas afins:
- Processamento de sinais - Computação gráfica- Visão computacional
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Descrições
Imagens
Processamento de imagens, computação gráfica e visão computacional
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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.
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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
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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.
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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,...).
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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