Tutorial da applet "Processamento Digital de Imagem"

 

 

Indíce

Como utilizar a applet

Esta applet encontra-se assinada com um certificado digital, pelo que o utilizador terá de o aceitar necessariamente para conseguir abrir as imagens no seu PC. O utilizador, para realizar a tarefa de detecção de contornos, deverá abrir uma imagem à sua escolha. Para abrir uma imagem, o utilizador poderá clicar no ícone da barra de tarefas, ou através da barra de menus, escolher Ficheiro e seleccionar a opção Abrir ou simplesmente executar a combinação de teclas Ctrl+O.

Em seguida, deverá escolher o operador de contornos que pretende utilizar. Tem ao seu dispor cinco operadores de contornos (Sobel, Prewitt, Isotropic, Log e Roberts). Qualquer um destes operadores pode ser escolhido através do menu disponibilizado para o efeito, através da barra de menus Filtros ou ainda através da combinação de teclas correspondentes ao filtro pretendido:

Finalmente, o utilizador deverá escolher que tipo de contornos pretende calcular (horizontais ou verticais) e clicar no botão de Processamento.

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Funcionalidades da applet

  • Detecção de contornos horizontais ou verticais de uma imagem em:
    • Tons de cinza;
    • Componentes de luminância e crominância.
  • Operadores de Contornos disponíveis:
    • Sobel;
    • Prewitt;
    • Isotropic;
    • Log;
    • Roberts.
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Descrição da interface gráfica da applet

1 - Menu Ficheiro: dá a possibilidade de abrir uma imagem à escolha do utilizador. Voltar

2 - Botão que permite abrir uma imagem à escolha do utilizador. Voltar

3 - Menu Filtros: dá a possibilidade de escolher o filtro pretendido (Sobel, Prewitt, Isotropic, Log ou Roberts). Voltar

4 - Menu Ajuda: dá a possibilidade de conhecer os autores deste trabalho. Voltar

5 - Imagem original. Voltar

6 - Menu para selecção do filtro pretendido (Sobel, Prewitt, Isotropic, Log ou Roberts). Voltar

7 - Selecção do tipo de contornos a detectar na imagem, verticais ou horizontais. Voltar

8 - Botão de processamento: após premir o campo 9 é actualizado. Voltar

9 - Imagem resultante do processo da detecção de contornos. Voltar

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Contornos de imagens digitais

O contorno de uma imagem reflecte uma mudança de intensidade significativa, que ocorre numa determinada zona da imagem, usualmente associada à descontinuidade da imagem e que pode ser devido a:

  • Descontinuidade na forma de degrau - a intensidade da imagem muda abruptamente de um valor para outro.
  • Descontinuidade das linhas - o valor da intensidade da imagem varia bruscamente, mas numa distância bastante curta volta a esse valor.

Contudo, contornos na forma de degrau ou de linhas são bastante difíceis de encontrar em imagens reais porque as componentes de baixa frequência ou as suavizações, introduzidas pela maior parte dos dispositivos de aquisição, formam descontinuidades que raramente existem em sinais reais. Assim, os contornos em forma de degrau são suavizados e tornam-se em rampa e os contornos em linha tornam-se triangulares (em que a intensidade não varia de uma forma instantânea).

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Operadores de detecção de contornos em imagens digitais

A detecção de contornos é essencialmente uma operação para detectar as mudanças locais significativas numa imagem, numa dimensão onde um contorno com forma de rampa é associado a um pico local na primeira derivada. O gradiente é a medida que mede as mudanças numa função e uma imagem pode ser considerada uma matriz de uma função contínua da intensidade. O gradiente é o equivalente a duas dimensões da primeira derivada e é definido como sendo o vector:

Existem duas importantes propriedades associadas ao gradiente. O vector responsável pela direcção do valor máximo de incremento da função e a amplitude, que é dada por:

Que é igual ao valor máximo do incremento de por unidade de distância na direcção G. A direcção do gradiente dá a direcção do crescimento máximo da função, isto é, do preto (mínimo de intensidade) até ao branco (máximo de intensidade). Os contornos são usados na análise de imagens para encontrar fronteiras entre as regiões da imagem. Tendo essas regiões uma função de intensidade homogénias, a fronteira é localizada nos pixels onde a função varia e no caso ideal, isto é, sem presença de ruído, consiste nos pixels com amplitude do contorno mais alta.

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Entradas e saídas do sistema
Neste exemplo, pretende-se detectar os contornos verticais de uma imagem a cores com o operador Prewitt.
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Bibliografia
  • Anil K. Jain, "Fundamentals of Digital Image Processing", Prentice Hall 1989.
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Autores da applet
A applet "Processamento Digital de Imagem" foi criada por adaptação da aplicação Java, desenvolvida por Bruno Roque no âmbito da disciplina de Programação Orientada por Objectos (4º ano da Licenciatura).
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