Computação Gráfica e Processamento de Imagens

1. Computação Gráfica e Processamento de Imagens Luciana de Toro Gomes Guimarães

2. Uma imagem vale mais que dez mil palavras Anônimo

3. O que é? • Processamento de Imagens? • A área da computação que estuda a melhoria de informações visuais para a interpretação humana; • Processamento de dados de cenas para percepção automática através de máquina.

4. Realce da Imagem Melhora a qualidade visual da imagem

5. Histórico • Primeiras aplicações: • melhoramento de imagens digitalizadas para jornais; • enviadas por meio de cabo submarino de Londres para Nova York. • A introdução do sistema Bartlane de transmissão de imagens via cabo no início dos anos 20 reduziu o tempo requerido de mais de uma semana para menos de três horas no transporte de imagens através do oceano Atlântico.

6. Histórico • Um equipamento especializado de impressão codificava as imagens para transmissão a cabo, as quais eram então reconstruídas no terminal receptor; • A Figura 1 – foi transmitida dessa maneira e reproduzida em uma impressora telegráfica contendo caracteres para a simulação de padrões de tons intermediários;

7. Histórico Figura 1 – Digitalizada em 1921 • O método de impressão usado na obtenção da Figura 1, foi abandonado em fins de 1921 e trocada por uma técnica baseada na reprodução fotográfica feita a partir de fitas perfuradas no terminal receptor telegráfico.

8. Histórico • A Figura 2 ilustra uma imagem obtida usando esse método. Figura 1 – Digitalizada em 1922

9. Histórico • A qualidade foi sendo melhorada; • No início o sistema Bartlane era capaz de codificar imagens em cinco níveis de brilho distintos; • No final dos anos 20, foi aumentado pra quinze níveis; • A Figura 1.3 indica o tipo de imagem que se conseguiu obter usando esse último equipamento, e foi enviada de Londres a Nova York;

10. Histórico Figura 3 – Digitalizada em 1929, com quinze níveis

11. Histórico • Melhoramentos nos métodos de processamento para transmissão de figuras digitais continuaram a ser feitos ao longo de 35 anos que se seguiram; • Entretanto foi necessária a combinação do surgimento de computadores digitais de grande porte com o programa espacial para chamar atenção ao potencial dos conceitos de processamento de imagem.

12. Histórico • O emprego de técnicas de computação para o melhoramento de imagens produzidas por uma sonda espacial iniciou-se no Jet Propulsion Laboratory (Pasadena, Califórnia) em 1964; • Quando imagens da Lua, transmitidas pelo Ranger 7, foram processadas por um computador para corrigir vários tipos de distorção de imagem inerentes à câmera de televisão a bordo.

13. Histórico • Essas técnicas serviram de base para métodos melhorados no realce e restauração de imagens das missões Surveyou para a Lua, a série Mariner de missões para Marte, os vôos tripulados da Apolo para a Lua e outros. • De 1964 até hoje, a área de processamento de imagens vem crescendo vigorosamente. Além de aplicações no programa espacial, são atualmente utilizadas para resolver uma variedade de problemas.

14. Áreas de atuação • Medicina • Melhoram o contraste ou codificam os níveis de intensidade em cores para facilitar a interpretação de imagens de raio-X e outras imagens biomédicas; • Ajudam no reconhecimento de anormalidades nos órgãos; • Retiram ruídos pertencentes a imagem.

15. Áreas de atuação • Geografia • Usa-se técnicas idênticas ou similares para estudar padrões de poluição em imagens aéreas ou de satélites. • Agricultura • Usa-se técnicas para a melhoria da qualidade de frutas, verduras e legumes; • Pulverização; • Colheita.

16. Áreas de atuação • Arqueologia • Restauracao de figuras fotografadas borradas, que eram o únicos registros disponíveis de artefatos raros perdidos ou danificados. • Física • Realcam imagens de experimentos em áreas como plasma de alta energia e microscopia eletrônica.

17. Áreas de atuação • Industria • Inspeção Visual dos produtos para certificação da qualidade. • Astronomia • Biologia • Medicina nuclear • Apoio a lei • Defesa e aplicações industriais • Entre outras.

18. Aplicações Biologia - análise automática de amostras biológicas (análise de espécimes) - análise de ossos, tecidos e células (contagem e classificação) - análise, classificação e casamento de material DNA Defesa/Inteligência - interpretação automática de imagens de satélite da terra - reconhecimento e rastreamento de alvos em tempo real

19. Aplicações • Processamento de documentos • - varredura (scanning), arquivamento e transmissão de documentos • detecção e reconhecimento automático de caracteres impressos • Apoio da Lei • - Identificação de Pessoas • - processamento automático de impressões digitais • - reconhecimento facial

20. Percepção Visual O que é esta imagem? Influência do Conhecimento Anterior

21. Informações do Contorno Influência do contexto Que desenho é este?

22. Influência do contexto Número 13 ? Letra B ?

23. Influência do Conhecimento Anterior W I N

24. Duplicidade de Interpretação.

25. Duplicidade de Interpretação.

26. Duplicidade de Interpretação. 9 pessoas

27. Duplicidade de Interpretação

28. Duplicidade de Interpretação

29. Duplicidade de Interpretação

30. Ilusão de Ótica

31. Ilusão de Ótica

32. Ilusão de Ótica

33. Ilusão de Ótica

34. Ilusão de Ótica

35. Ilusão de Ótica

36. Ilusão de Ótica

37. Ilusão de Ótica

38. Ilusão de Ótica

39. Ilusão de Ótica

40. Ilusão de Ótica

41. Ilusão de Ótica

42. Ilusão de Ótica Veja essas barras pela esquerda. A do meio existe?

43. Ilusão de Ótica Quantas barras existem aqui? 7 ou 10?

44. Ilusão de Ótica Quantas barras tem aqui?

45. Ilusão de Ótica É uma moldura?

46. Visão Artificial

47. Passos Fundamentais em Processamento de Imagens

48. O que é analisar uma imagem • Extrair informações de uma imagem • Fazer medidas automaticamente • Vantagens da Análise Digital de Imagens • Velocidade • Precisão • Processo automático

49. Fases de Análise e Processamento Aquisição Pré-processamento Segmentação Extração de Atributos Reconhecimento e Interpretação

50. Fases de Análise e Processamento Aquisição Pré-processamento Segmentação Extração de Atributos Reconhecimento e Interpretação