Processamento de Imagem Digital utilizando software VTK

Mestrado em Métodos Computacionais em Ciências e Engenharia

FEUP / FCUP

José Miguel Teixeira

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

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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

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O que é o processamento de imagem digital ?

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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

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Visualização Científica

Qual a sua origem ?

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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

Áreas onde o processamento de imagem digital é crucial

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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

Tratamento e processamento de imagem

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Operações aritméticas

Subtracção Adição DivisãoMultiplicação

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Tratamento e processamento de imagem

Subtracção de imagens

- Subtracção entre todos os pares de pixeis de f e h

),(),(),( yxhyxfyxg

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Tratamento e processamento de imagem

Adição de imagens

- Adição entre todos os pares de pixeis de f e h

),(),(),( yxhyxfyxg

Eliminação de ruído não correlacionado e de valor médio nulo

),(),(),( yxyxfyxg

),(1

),(1

yxgK

yxgK

ii

),(),( yxfyxgE

Tratamento e processamento de imagem

Multiplicação e divisão de imagens

- Multiplicação e divisão entre todos os pares de pixeis de f e h

),(),(),( yxhyxfyxg

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),(

),(),(

yxh

yxfyxg Imagem 3 = Imagem 1 x Imagem 2

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Tratamento e processamento de imagem

Operações aritméticas

Subtracção Adição Multiplicação

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Tratamento e processamento de imagem

Filtro Gaussiano

- Suavização de uma imagem através de uma função gaussiana

- Grau de esbatimento (blur) parametrizado pelo desvio padrão ( - Quanto maior for maior será a vizinhança influenciada pelo filtro

2

22

2

)()(exp),(

vyux

yxG

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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)

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Tratamento e processamento de imagem

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- 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

Programa VTK image 2005

Descrição sumária do programa

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Imagem

Operaçãounária

Operaçãobinária

Operação unária

Adicionar um nível de intensidade constante

Multiplicar por um nível

de intensidade constante

ThresholdFiltro

GaussianoFiltro

MedianaFiltro

Laplaciano

Continuaras operações

Processotermina

Processo contínua Não

Programa VTK image 2005

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Sim

Programa VTK image 2005

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Operação binária

Subtracção Subtracçãoem módulo

Adição Divisão Multiplicação

Continuaras operações

Processotermina

Processo contínua NãoSim

Programa VTK image 2005

Resultados Imagem 3 = Imagem 2 – Imagem 1

- Subtracção:

- Filtro Gaussiano:

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Programa VTK image 2005

Resultados

- Filtro Mediana:

- Threshold:

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FIM