Aquisição e digitalização de imagens

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A aquisição e digitalização de imagens é uma técnica utilizada para levar ao meio digital, dos computadores, imagens que antes estavam registradas por meio de câmeras analógicas convencionais, e portanto conhecidas como imagem contínua. [1]. A digitalização pode ser realizada para imagens coloridas ou em preto e branco, também denominadas de monocromáticas.

Imagem monocromática[editar | editar código-fonte]

Toda imagem monocromática é matematicamente uma função da intensidade luminosa, em qualquer parte das coordenadas (x,y), proporcional ao brilho (tons de cinza) da imagem em um determinado ponto. A figura mostra uma imagem e como representamos os eixos x e y no plano cartesiano. Apresentação de uma imagem com seu posicionamento no eixo cartesiano.

A função é a multiplicação da iluminância (que é a quantidade de luz que incide sobre o objeto) pela refletância (que é fração de luz incidente que o objeto vai refletir ao ponto . Matematicamente podemos dizer que:

onde e .

Figurathiagopaiva02

Quando se utiliza uma imagem colorida no padrão RGB deve se usar uma função para cada banda, R(Red), G(Green) e B(Blue) que são as cores primárias.

Aquisição de imagens[editar | editar código-fonte]

Para entender o que é uma aquisição de imagem, deve se saber que isto é o processo de conversão de uma cena real tridimensional em uma imagem analógica.

Este processo de conversão de uma cena tridimensional em uma imagem eletrônica é a redução de dimensionalidade, ou seja, uma câmera digital converterá a cena 3D em uma representação 2D.

Hoje em dia o dispositivo de conversão mais utilizado é a câmera CCD(charge coupled device) , que é uma matriz de células semicondutoras fotossensíveis, que trabalham como capacitores, fazendo um armazenamento da carga elétrica proporcional à energia luminosa incidente.

Quando se quer capturar uma imagem colorida é necessário a utilização de um conjunto de prismas e filtros de cor, que tem a função de decompor a imagem colorida em RGB.

Figurathiagopaiva03

Digitalização da imagem[editar | editar código-fonte]

Ao se capturar uma imagem de um vídeo através de um dispositivo, deve-se submetê-lo a uma discretização espacial e em amplitude para tomar um formato desejável. A estes processos dá se o nome de amostragem e quantização.

A amostragem converte a imagem analógica em uma matriz M, por N pontos, chamados pixels.

Quanto maior o número de M e N, a imagem terá uma melhor resolução.

A quantização faz com que cada um destes pixels assumam um valor inteiro entre e . Onde maior o valor de n, maior o número de tons de cinza presentes na imagem.

Pelo ponto de vista eletrônico, a digitalização é uma conversão analógica-digital onde o número de amostras de sinal contínuo por unidade de tempo indica a amostragem e o número de bits indica os tons de cinza.

Já pelo ponto de vista da matemática, o processo de amostragem é uma divisão do plano em uma grade. Portanto é uma imagem digital se forem números inteiros de e uma função que atribui um valor de nível de cinza.

Do ponto de vista qualitativo, quão maior for os valores de M, N e n , não implicará que melhor será a imagem digital resultante. Existe uma forma de definir valores adequados à qualidade desejada.

Uma imagem digital semelhante a uma de televisão P&B são necessários pixels e 128 níveis de cinza, porém o olho humano trabalha com 64 níveis de cinza, ou seja, mesmo que uma imagem tenha 128 níveis de cinza, o olho humano só conseguirá definir 64 níveis.

a figura 4(a) mostra uma imagem de 256 x 256 pixels, com 256 níveis de cinza. Mantendo constante o número de tons de cinza, as figuras 4 (b)-(d) mostram os resultados da redução espacial de N = 256 para N = 128, 64 e 32, respectivamente.

A figura acima mostra uma imagem de 256 x 256 pixels, com 256 níveis de cinza. Mantendo constante o número de tons de cinza, as figuras 4 (b)-(d) mostram os resultados da redução espacial de N = 256 para N = 128, 64 e 32, respectivamente.

Referências

  1. GONZALEZ, Rafael C. WOODS, Richard C. Processamento Digital de Imagens. 3ªed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010