processamento de imagens digitais - udesc · processamento de imagens digitais andré tavares da...
TRANSCRIPT
![Page 1: Processamento de Imagens Digitais - UDESC · Processamento de Imagens Digitais André Tavares da Silva andre.silva@udesc.br Capítulo 2 do Gonzalez & Woods. Imagem Binária f :R2](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021722/5c5e188909d3f2ca618bbf19/html5/thumbnails/1.jpg)
Processamento de Imagens Processamento de Imagens DigitaisDigitais
André Tavares da [email protected]
Capítulo 2 do Gonzalez & Woods
![Page 2: Processamento de Imagens Digitais - UDESC · Processamento de Imagens Digitais André Tavares da Silva andre.silva@udesc.br Capítulo 2 do Gonzalez & Woods. Imagem Binária f :R2](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021722/5c5e188909d3f2ca618bbf19/html5/thumbnails/2.jpg)
Imagem Binária
f : R2{Preto , Branco}
f : R2{0,1}
Tons de Cinza(“Preto-e-Branco”)
f : R2 R
f : R2[a ,b ]
f : R2[0,255]
f : R2{0,1 ,2 , ... ,255}
![Page 3: Processamento de Imagens Digitais - UDESC · Processamento de Imagens Digitais André Tavares da Silva andre.silva@udesc.br Capítulo 2 do Gonzalez & Woods. Imagem Binária f :R2](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021722/5c5e188909d3f2ca618bbf19/html5/thumbnails/3.jpg)
Imagem Colorida3 canais
Red
Green
Blue
r , g ,b : R2 R
ouf : R2
R3
![Page 4: Processamento de Imagens Digitais - UDESC · Processamento de Imagens Digitais André Tavares da Silva andre.silva@udesc.br Capítulo 2 do Gonzalez & Woods. Imagem Binária f :R2](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021722/5c5e188909d3f2ca618bbf19/html5/thumbnails/4.jpg)
Digitalização
Amostragem
Quantização
Dithering
Digitalização de Imagens
![Page 5: Processamento de Imagens Digitais - UDESC · Processamento de Imagens Digitais André Tavares da Silva andre.silva@udesc.br Capítulo 2 do Gonzalez & Woods. Imagem Binária f :R2](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021722/5c5e188909d3f2ca618bbf19/html5/thumbnails/5.jpg)
Digitalização(“Digital Image Processing”, Gonzalez and Woods)
![Page 6: Processamento de Imagens Digitais - UDESC · Processamento de Imagens Digitais André Tavares da Silva andre.silva@udesc.br Capítulo 2 do Gonzalez & Woods. Imagem Binária f :R2](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021722/5c5e188909d3f2ca618bbf19/html5/thumbnails/6.jpg)
Tamanho do Arquivo
Imagem 256 x 256 = 65k Pixels256 tons de cinza (1 Byte/pixel) = 65 kBytes
Valores Reais (4 a 8 B/pixel) = 256 a 512 kB
True Color (3 canais)195 kB, 768 kB ou 1.5MB
Alguns formatos reduzem tamanho (TIFF, JPEG, GIF, PNG) com e sem perda
GIF: 256 cores
![Page 7: Processamento de Imagens Digitais - UDESC · Processamento de Imagens Digitais André Tavares da Silva andre.silva@udesc.br Capítulo 2 do Gonzalez & Woods. Imagem Binária f :R2](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021722/5c5e188909d3f2ca618bbf19/html5/thumbnails/7.jpg)
Tamanho da Imagem (Bits)(“Digital Image Processing”, Gonzalez and Woods)
![Page 8: Processamento de Imagens Digitais - UDESC · Processamento de Imagens Digitais André Tavares da Silva andre.silva@udesc.br Capítulo 2 do Gonzalez & Woods. Imagem Binária f :R2](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021722/5c5e188909d3f2ca618bbf19/html5/thumbnails/8.jpg)
Efeito da Resolução Espacial(“Digital Image Processing”, Gonzalez and Woods)
![Page 9: Processamento de Imagens Digitais - UDESC · Processamento de Imagens Digitais André Tavares da Silva andre.silva@udesc.br Capítulo 2 do Gonzalez & Woods. Imagem Binária f :R2](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021722/5c5e188909d3f2ca618bbf19/html5/thumbnails/9.jpg)
Efeito da Resolução Espacial(“Digital Image Processing”, Gonzalez and Woods)
![Page 10: Processamento de Imagens Digitais - UDESC · Processamento de Imagens Digitais André Tavares da Silva andre.silva@udesc.br Capítulo 2 do Gonzalez & Woods. Imagem Binária f :R2](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021722/5c5e188909d3f2ca618bbf19/html5/thumbnails/10.jpg)
Digitalização(“Digital Image Processing”, Gonzalez and Woods)
![Page 11: Processamento de Imagens Digitais - UDESC · Processamento de Imagens Digitais André Tavares da Silva andre.silva@udesc.br Capítulo 2 do Gonzalez & Woods. Imagem Binária f :R2](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021722/5c5e188909d3f2ca618bbf19/html5/thumbnails/11.jpg)
Digitalização(“Digital Image Processing”, Gonzalez and Woods)
![Page 12: Processamento de Imagens Digitais - UDESC · Processamento de Imagens Digitais André Tavares da Silva andre.silva@udesc.br Capítulo 2 do Gonzalez & Woods. Imagem Binária f :R2](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021722/5c5e188909d3f2ca618bbf19/html5/thumbnails/12.jpg)
Dithering
Pode-se usar resolução espacial para compensar poucas cores na quantização
![Page 13: Processamento de Imagens Digitais - UDESC · Processamento de Imagens Digitais André Tavares da Silva andre.silva@udesc.br Capítulo 2 do Gonzalez & Woods. Imagem Binária f :R2](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021722/5c5e188909d3f2ca618bbf19/html5/thumbnails/13.jpg)
Interpolação
• É uma ferramenta básica utilizada extensivamente em tarefa como ampliação, redução, rotação e correções geométricas.
• Trata-se de um processo que utiliza dados conhecidos para estimar valores em pontos desconhecidos.
![Page 14: Processamento de Imagens Digitais - UDESC · Processamento de Imagens Digitais André Tavares da Silva andre.silva@udesc.br Capítulo 2 do Gonzalez & Woods. Imagem Binária f :R2](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021722/5c5e188909d3f2ca618bbf19/html5/thumbnails/14.jpg)
Métodos de Interpolação
• Interpolação por vizinho mais próximo
• Interpolação Bilinear
• Interpolação Bicúbica
![Page 15: Processamento de Imagens Digitais - UDESC · Processamento de Imagens Digitais André Tavares da Silva andre.silva@udesc.br Capítulo 2 do Gonzalez & Woods. Imagem Binária f :R2](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021722/5c5e188909d3f2ca618bbf19/html5/thumbnails/15.jpg)
Interpolação por vizinho mais próximo
• Atribui a cada nova posição a intensidade de seu vizinho mais próximo na imagem original.
• Tem a tendência de produzir artefatos indesejáveis na imagem, como grande distorção nas bordas retas.
![Page 16: Processamento de Imagens Digitais - UDESC · Processamento de Imagens Digitais André Tavares da Silva andre.silva@udesc.br Capítulo 2 do Gonzalez & Woods. Imagem Binária f :R2](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021722/5c5e188909d3f2ca618bbf19/html5/thumbnails/16.jpg)
Interpolação Bilinear
• São utilizados os quatro vizinhos mais próximos para estimar a intensidade de uma dada posição.
• Proporciona resultados muito melhores do que a interpolação por vizinho mais próximo, com um pequeno aumento de custo computacional.
![Page 17: Processamento de Imagens Digitais - UDESC · Processamento de Imagens Digitais André Tavares da Silva andre.silva@udesc.br Capítulo 2 do Gonzalez & Woods. Imagem Binária f :R2](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021722/5c5e188909d3f2ca618bbf19/html5/thumbnails/17.jpg)
Interpolação Bilinear(“Digital Image Processing”, Gonzalez and Woods)
![Page 18: Processamento de Imagens Digitais - UDESC · Processamento de Imagens Digitais André Tavares da Silva andre.silva@udesc.br Capítulo 2 do Gonzalez & Woods. Imagem Binária f :R2](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021722/5c5e188909d3f2ca618bbf19/html5/thumbnails/18.jpg)
Interpolação Bicúbica
• Inclui os 16 vizinhos mais próximos de um ponto.
• Em geral, é melhor na preservação de detalhes finos em comparação com a interpolação bilinear.
• É o padrão utilizado em programas comerciais de edição de imagens como o Adobe Photoshop e o Corel Photopaint.
![Page 19: Processamento de Imagens Digitais - UDESC · Processamento de Imagens Digitais André Tavares da Silva andre.silva@udesc.br Capítulo 2 do Gonzalez & Woods. Imagem Binária f :R2](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021722/5c5e188909d3f2ca618bbf19/html5/thumbnails/19.jpg)
Métodos de Interpolação
Vizinho mais próximo Bilinear Bicúbica
![Page 20: Processamento de Imagens Digitais - UDESC · Processamento de Imagens Digitais André Tavares da Silva andre.silva@udesc.br Capítulo 2 do Gonzalez & Woods. Imagem Binária f :R2](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021722/5c5e188909d3f2ca618bbf19/html5/thumbnails/20.jpg)
Relacionamentos básicos entre pixelsUm pixel p na coordenada (x,y) pode ter as seguintes vizinhanças:
• Vizinhança-4 de p:– Inclui os quatro vizinhos horizontais e verticais de p:
(x+1,y), (x-1,y), (x, y+1), (x,y-1)
• Vizinhança diagonal de p:– Inclui os quatro vizinhos diagonais de p:
(x+1,y+1), (x+1,y-1), (x-1, y+1), (x-1,y-1)
• Vizinhança-8 de p:– Conjunto da vizinhança-4 e da vizinhança diagonal de p.
![Page 21: Processamento de Imagens Digitais - UDESC · Processamento de Imagens Digitais André Tavares da Silva andre.silva@udesc.br Capítulo 2 do Gonzalez & Woods. Imagem Binária f :R2](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021722/5c5e188909d3f2ca618bbf19/html5/thumbnails/21.jpg)
Adjacência, conectividade, regiões e fronteiras
• V → conjunto de valores de intensidade utilizados para definir adjacência.
• V = {1} → adjacência de pixels com valores iguais a 1 em imagens binárias.
• Níveis de cinza de 0 a 255 → V pode ser qualquer subconjunto desses 256 valores.
![Page 22: Processamento de Imagens Digitais - UDESC · Processamento de Imagens Digitais André Tavares da Silva andre.silva@udesc.br Capítulo 2 do Gonzalez & Woods. Imagem Binária f :R2](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021722/5c5e188909d3f2ca618bbf19/html5/thumbnails/22.jpg)
Tipos de adjacência
• Adjacência-4:– Dois pixels p e q com valores pertencentes a V
são adjacentes-4 se q estiver na vizinhança 4.
• Adjacência-8:– Dois pixels p e q com valores pertencentes a V
são adjacentes-8 se q estiver na vizinhança 8.
![Page 23: Processamento de Imagens Digitais - UDESC · Processamento de Imagens Digitais André Tavares da Silva andre.silva@udesc.br Capítulo 2 do Gonzalez & Woods. Imagem Binária f :R2](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021722/5c5e188909d3f2ca618bbf19/html5/thumbnails/23.jpg)
Tipos de adjacência
• Adjacência-m (adjacência mista):– Dois pixels p e q com valores pertencentes a V
são adjacentes-m se:
a) q estiver na vizinhança 4 (N4), ou
b) q estiver na vizinhança diagonal e N4(p)∩N4(q) não contiver nenhum pixels com valores de V.
– Foi criada para eliminar ambiguidades da adjacência-8.
![Page 24: Processamento de Imagens Digitais - UDESC · Processamento de Imagens Digitais André Tavares da Silva andre.silva@udesc.br Capítulo 2 do Gonzalez & Woods. Imagem Binária f :R2](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021722/5c5e188909d3f2ca618bbf19/html5/thumbnails/24.jpg)
Caminho (ou curva) digital• O caminho do pixel p com coordenadas (x,y) ao
pixel q com coordenadas (s,t) é uma sequência de pixels distintos com coordenadas:
(x0 ,y
0), (x
1 ,y
1), ... , (x
n ,y
n)
onde (x0 ,y
0)=(x,y) , (x
n ,y
n) = (s,t),
e os pixels (xi ,y
i) e (x
i-1,y
i-1) são adjacentes para
1 ≤ i ≤ n, onde n é o comprimento do caminho.
• Pode-se definir caminhos 4, 8 ou m, dependendo do tipo de adjacência.
![Page 25: Processamento de Imagens Digitais - UDESC · Processamento de Imagens Digitais André Tavares da Silva andre.silva@udesc.br Capítulo 2 do Gonzalez & Woods. Imagem Binária f :R2](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021722/5c5e188909d3f2ca618bbf19/html5/thumbnails/25.jpg)
Caminho (ou curva) digital
![Page 26: Processamento de Imagens Digitais - UDESC · Processamento de Imagens Digitais André Tavares da Silva andre.silva@udesc.br Capítulo 2 do Gonzalez & Woods. Imagem Binária f :R2](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021722/5c5e188909d3f2ca618bbf19/html5/thumbnails/26.jpg)
Caminho (ou curva) digital
Vizinhança 4
![Page 27: Processamento de Imagens Digitais - UDESC · Processamento de Imagens Digitais André Tavares da Silva andre.silva@udesc.br Capítulo 2 do Gonzalez & Woods. Imagem Binária f :R2](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021722/5c5e188909d3f2ca618bbf19/html5/thumbnails/27.jpg)
Caminho (ou curva) digital
Vizinhança 8
![Page 28: Processamento de Imagens Digitais - UDESC · Processamento de Imagens Digitais André Tavares da Silva andre.silva@udesc.br Capítulo 2 do Gonzalez & Woods. Imagem Binária f :R2](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021722/5c5e188909d3f2ca618bbf19/html5/thumbnails/28.jpg)
Componentes Conexos• Para qualquer pixel p em S, o conjunto de pixels que são
conectados a ele em S é chamado de componente conexo de S.
Considerando vizinhança 4:3 componentes conexos
Considerando vizinhança 8:2 componentes conexos