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- Antonio Escaño Scuri
- Tecgraf/PUC-Rio
- 2002
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- Aplicações
- Conceitos Básicos
- Resolução Espacial
- Cor
- Resolução Temporal
- Captura
- Visualização
- Armazenamento
- Processamento
- Software
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- Sensoriamento Remoto
- Microscopia.
- Medicina.
- Manutenção de obras de arte.
- Identificação de impressões digitais.
- Armazenamento de documentos.
- Medidas de velocidade de escoamento de fluidos.
- Controle de qualidade.
- Astronomia, Fotografia, Video, Efeitos Especiais, etc.
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- O que é Cor ?
- Representação é Única ?
- Perceptual x Físico
- Aplicação do Paradigma para Cores
- ...
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- Dado o tamanho da imagem (cm, in, etc...), quantos valores discretos vão
ser tomados?
- no. pixels = resolução x tamanho
- Unidades
- DPI - “Dots per Inch”, Pontos por Polegada
- DPC - Pontos por Centímetro
- Resoluções Típicas (Exemplos):
- Monitor - 72 DPI
- Scanner - 1200 DPI
- Impressora - 600 DPI
- Razão de Aspectos:
resolução horizontal =
resolução vertical
- É também uma medida de Qualidade da Amostragem
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- Vizinhança:
- 4 conectada
(eqüidistantes)
- 8 conectada
(nem todos eqüidistantes)
- Hexagonal
- Eixos:
- Mais comum no canto superior esquerdo, também usado no canto inferior
esquerdo ou no centro.
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- Dados valores discretos, qual a função contínua?
- Re-amostragem = reconstrução+amostragem com nova resolução
- Zoom ¹ Resize
- Warping e Morphing
- Reconstrução = Interpolação
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- Radiação Eletromagnética
- Colorimetria:
- Estuda cor do ponto de vista físico.
- Fotometria:
- Estuda cor do ponto de vista perceptual.
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- Luz:
- Processos de Formação de Cor:
- Aditivo (Issac Newton - Prisma, Monitor)
- Subtrativo (Filtros Fotográficos, Slides)
- Pigmentação (Pintura)
- Combinação de Processos (Impressão Offset)
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- Olho Humano:
- Bastonetes: percepção de intensidade, visão noturna, detalhes laterais.
- Cones: percepção de cor, três tipos valorizando respectivamente Azul,
Verde e Vermelho (Red, Green, Blue - RGB). Visão direta.
- Resposta Logarítmica à Intensidade => Correção Gamma
- Interação entre Sensores (Inibição Lateral) => Contraste Simultâneo e
Mach Band
- Duas cores fisicamente distintas podem parecer idênticas =>
Metamerismo
- Espectro Visível: 380nm à 780nm.
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- A cor é enviada para o cérebro em dois canais um uni-dimensional
contendo informação de luminância e outro bi-dimensional contendo
informação de crominância.
- O eixo de luminância é perpendicular ao eixo de crominância, definindo
um espaço de cor.
- (Obs: Brightness, Lightness, etc... são magnitudes referentes à
Luminância.)
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- Dadas as primárias do emissor Pk(l)
- Define-se uma cor de referência em função das primárias wk
- Obten-se as funções de reconstrução de cor a partir de experimentos
usando a cor de referência
- Agora....
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- Dada uma cor qualquer, obtemos suas componentes a partir das funções de
reconstrução.
- Para reconstruir a cor usamos a equação:
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- CIE RGB (1931):
- define primárias Pr(l), Pg(l) e Pb(l)
- Experimentos de Cor => define um observador padrão e obtém as funções
de reconstrução de cor Ck(l) deste observador, variando l para todo espectro visível.
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- CIE RGB: contém valores negativos
- CIE XYZ:
- todas as componentes das cores visíveis não devem ser negativas
- duas primárias devem ter luminância zero
- um maior número de cores espectrais deve possuir pelo menos uma
componente zero.
- Define base de primárias fora do visível.
- Possui cores que não serão visíveis.
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- Sistemas Padrão
- Sistemas Complementares
- Sistemas Uniformes
- Sistemas de Dispositivos
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- Sistemas de Vídeo
- Yrb
- Ypbpr (Sony Betacam)
- YCbCr (Digital Vídeo)
- Sistemas de Vídeo Composto (NTSC, PAL, ... )
- Sistemas de Interface (por Coordenada)
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- HSB - Hue, Saturation, Brightness
- Hue - Matiz, cor pura
- Saturation - O quanto uma cor se aproxima da cor pura ou se afasta de
ausência de cor.
- Brightness - Luminância, distribuição de intensidade luminosa de uma
cor.
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- Corte no plano de Lightness = 50%
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- Sistemas de Interface (por Amostra )
- Munsell
- Ostwald
- Pantone
- Truematch
- Focoltone
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- Color Management Systems
- Realizam a conversão entre os diversos sistemas procurando o mínimo de
perdas, ou seja o maior número de correspondências possível.
- Portabilidade de Cor
- Exemplos:
- PhotoTune (Agfa)
- Image Color Matching (Padrão)
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- Visualização (0-255)
- Compressão
- 256 Cores indexando uma tabela
- Uniforme x Adaptativa
- Halftoning (Meio Tom)
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- Poynton's Colour FAQ - http://home.inforamp.net/~poynton
- LittleCms - http://www.littlecms.com/
- Adobe Color and Color Management / Technical Guides -
http://www.adobe.com/support/techguides/color/main.html
- CIE / International Commission on Illumination -
http://www.hike.te.chiba-u.ac.jp/ikeda/CIE/home.html
- A Standard Default Color Space for the Internet (sRGB) - http://www.w3.org/Graphics/Color/sRGB.html
- efg's Computer Lab and Reference Library - http://www.efg2.com
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- A partir da lei de Ferry Porter:
- quanto maior for a iluminação ambiente maior será a freqüência de
percepção da cintilação ou menor será o tempo para que o observador não
perceba a cintilação.
- Cinema x Televisão =
Progressivo x Entrelaçado
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- Scanner
- Papel
- Slides
- Sistema RGB
- Calibração Simples, mas requer “prova”.
- Pode alcançar altíssimas resoluções (+4000 DPI).
- Digitalizador de Sinal de Vídeo (Frame Grabber)
- Sinal de Vídeo
- Geralmente usam Sistema RGB
- Resolução depende do sistema de Vídeo, geralmente imagens de menor
qualidade.
- Calibração é feita para o nível de branco e o nível de preto.
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- Câmeras Digitais
- Usam um CCD – Charge Coupled Device que atua como se fosse o filme
fotográfico.
- Alcança resoluções de 640x480 até milhares de pixels.
- Line Scan CCD – usados para altas resoluções, com alta linearidade,
alta banda dinâmica e readout lento.
- CMOS – nova tecnologia
- Sistema de Cor monocromático ou RGB.
- Calibração semelhante a do Scanner, mas depende de fatores externos,
como iluminação.
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- Twain - http://www.twain.org
- Microsoft Windows Image Acquisition Still Image and Video Capture – WIA
- Microsoft Video for Windows – VFW
- DirectShow
- ScanTips - http://www.scantips.com
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- Monitor
- Sistema RGB
- Cor é contínua, depende da Placa de Vídeo
- Geralmente baixa resolução (72 DPI)
- Freqüência de Rastreamento (75 Hz), se baixa causa “flicker”
- Razão de Visão 4x3 (Cinema = 2x1)
- Monitor Versus Tv
- Calibração requer dispositivo, depende da luz ambiente.
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- Distância Ótima para Visualização
- Razão de Aspectos
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- Impressoras
- Tecnologia muito variada.
- Pode alcançar altíssimas resoluções.
- Geralmente Sistema CMYK, com muitas variações
- Impressoras de 4 cores utilizam resolução espacial para compensar baixa
resolução cromática.
- Calibração depende de muitos fatores: papel, tinta, até umidade do ar.
Assim como existem uma grande variedade de dispositivos para
calibração.
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- Geralmente dependente da resolução, do sistema de cor, e do número de
bits por pixel (amostragem+quantização)
- Na prática a grande maioria das imagens digitais se encaixa em uma das
descrições abaixo:
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- O tamanho em bytes de uma imagem pode ser calculado com:
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- Exemplo 2:
- Imagem 15cm x 10cm capturada com 300 DPI em True Color (24 Bpp)
- Largura = 15 x 300 / 2,54 = 1771
- Altura = 10 x 300 / 2,54 = 1181
- Tamanho = 1771 x 1181 x 3 = ~6 Mb
- Exemplo 3:
- A mesma imagem com 600 DPI
- Tamanho = ~24 Mb
- Exemplo 4:
- Página A4 com 600 DPI = ~100Mb
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- Com Perdas
- JPEG (Join Photographic Experts Group)
- Fractal
- Sem Perdas
- Código de Huffman
- RLE (Run Lenght Encoding)
- LZW (Lempel-Ziv & Welch)
- JBIG (Join Bi-level Image Experts Group)
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- Formatos com padrão já bem estabelecidos no mercado:
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- A mesma imagem em diferentes níveis de resolução.
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- LibTIFF - http://www.libtiff.org
- LibPNG - http://www.libpng.org
- LibJPEG - http://www.jpeg.org
- FreeImage - http://www.freeimage.org
- ImageMagick - http://www.imagemagick.org
- QuickTime - http://www.apple.com/quicktime
- Windows Media - http://www.microsoft.com/windowsmedia
- MPEG – http://www.mpeg.org
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- Por Escopo
- Por Resultado
- Realçar/Obscurecer
- Restauração/Deformação
- Compressão
- Segmentação
- Extração de Atributos
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- Ajuste de Cor: Brilho, Contraste, Nível de Branco e Nível de Preto,
Saturação, Correção Gamma
- Operações baseadas no Histograma
- Threshold
- Operações aritméticas unárias, binárias, etc…
- Posterize, Solarize
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- Para cada nível de tonalidade, calcula quantos pixels existem naquela
tonalidade.
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- Operações de Filtragem
- Deformações, Warping, Morphing
- Resize, Stretch, Rotação
- Operações Morfológicas
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- Transformada de Fourier
- Transformada de Wavelets
- Transformada de Hough
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- Adobe PhotoShop
- Corel PhotoPaint
- Fractal Design Painter
- Paint Shop Pro
- Lview Pro
- ACDSee
- GIMP
- XV
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- NIH Image
- Korus
- KS-400
- Digital Micrograph
- XITE
- Image Tool
- Image Pro
- WiT
- Optimas
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