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Visualização Científica. Processamento de Imagem Digital utilizando software VTK. Mestrado em Métodos Computacionais em Ciências e Engenharia. José Miguel Teixeira. FEUP / FCUP. Visualização Científica. Conteúdo. Introdução Tratamento e processamento de imagem Operações aritméticas
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Visualização Científica Processamento de Imagem Digital utilizando software VTK Mestrado em Métodos Computacionais em Ciências e Engenharia José Miguel Teixeira FEUP / FCUP
Visualização Científica Conteúdo • Introdução • Tratamento e processamento de imagem • Operações aritméticas • Operações de filtragem • Thresholding • Programa VTK image 2005 • Descrição sumária do programa e resultados FEUP / FCUP
Visualização Científica O que é o processamento de imagem digital ? • Imagem função bidimensional f(x,y) • X e Y coordenas espaciais • Amplitude de f intensidade ou nível de cinzento da imagem • X, Y e amplitude de f são quantidades discretas (pixeis)imagem digital FEUP / FCUP
Visualização Científica O que é o processamento de imagem digital ? Imagem Computador digital Processamento de imagem digital FEUP / FCUP
Visualização Científica Qual a sua origem ? • Em 1920 utilizaram pela primeira vez imagens digitais • Ainda não se podia falar em processamento de imagem digital não existia computadores • História intimamente ligada ao desenvolvimento do computador digital • Inicio da década de 60 surgem os primeiros computadores capazes de realizar tarefas de processamento de imagem FEUP / FCUP
Visualização Científica Qual a sua origem ? • Em paralelo com aplicações em programas espaciais, começaram também a ser utilizadas no final da década de 60 e princípio da década de 70 na imagiologia médica e astronomia • Invenção no início da década de 70 da tomografia axial computorizada (TAC) aplicação do processamento de imagem no diagnóstico médico FEUP / FCUP
Visualização Científica Áreas onde o processamento de imagem digital é crucial • Medicina interpretação de imagens de raio-X • Geografia estudo de padrões de poluição a partir de imagens aéreas e de satélite • Arqueologia recuperação de imagens ou figuras esbatidas de artefactos raros • Física e áreas relacionadas Ex:microscopia electrónica, microscopia de força atómica e imagiologia magneto-óptica • Força aérea, marinha e exército FEUP / FCUP
Visualização Científica Tratamento e processamento de imagem FEUP / FCUP
Visualização Científica Tratamento e processamento de imagem • Subtracção de imagens - Subtracção entre todos os pares de pixeis de f e h FEUP / FCUP
Visualização Científica Tratamento e processamento de imagem • Adição de imagens - Adição entre todos os pares de pixeis de f e h • Eliminação de ruído não correlacionado e de valor médio nulo ruído FEUP / FCUP
Visualização Científica Tratamento e processamento de imagem • Multiplicação e divisão de imagens - Multiplicação e divisão entre todos os pares de pixeis de f e h Imagem 3 = Imagem 1 x Imagem 2 FEUP / FCUP
Visualização Científica Tratamento e processamento de imagem FEUP / FCUP
Visualização Científica Tratamento e processamento de imagem • Filtro Gaussiano - Suavização de uma imagem através de uma função gaussiana - Grau de esbatimento (blur) parametrizado pelo desvio padrão (s) - Quanto maior for s maior será a vizinhança influenciada pelo filtro FEUP / FCUP
Visualização Científica Tratamento e processamento de imagem • Filtro Mediana - Ordenamento dos pixeis contidos na área da imagem envolvida pelo filtro - Substitui o valor da intensidade de um pixel pela mediana dos níveis de cinzento na vizinhança desse pixel - Eficazes na presença de ruído sal e pimenta (pontos brancos e pretos) FEUP / FCUP
Visualização Científica Tratamento e processamento de imagem Thresholding - Definir um intervalo de valores de intensidade na imagem inicial - Seleccionar os pixeis pertencentes a este intervalo como pertencendo ao 1º plano - Rejeitar os outros pixeis para 2º plano - Resultado: Imagem binária com dois níveis de intensidade FEUP / FCUP
Descrição sumária do programa Visualização Científica Programa VTK image 2005 FEUP / FCUP
Visualização Científica Programa VTK image 2005 Sim FEUP / FCUP
Visualização Científica Programa VTK image 2005 FEUP / FCUP
Visualização Científica Programa VTK image 2005 • ResultadosImagem 3 = Imagem 2 – Imagem 1 - Subtracção: - Filtro Gaussiano: FEUP / FCUP
Visualização Científica Programa VTK image 2005 • Resultados - Filtro Mediana: - Threshold: FIM FEUP / FCUP