Este software foi desenvolvido como parte de uma atividade da disciplina de Processamento Digital de Imagens, o qual teve como objetivo implementar uma grande variedade de mascaras para sinais digitais. O relatório descreve os métodos detalhadamente e pode ser usado como referencia por quem deseja trabalhar com processamento de imagens/sinais digitais.
A aplicação de filtros em imagens digitais tem grande utilidade em diversas áreas de ciência, com destaque principalmente em sistemas clínicos, onde normalmente é usado na remoção de ruídos indesejáveis, possibilidade obter sinais de melhor qualidade a fim de serem analisados mais precisamente por profissionais ou sistemas de Visão Computacional.
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Introdução ao Processamento Digital de Imagens

Equipe:

Álan Livio V.Gudes

Danilo Assis

João F. M. Figueiredo – Este endereço de e-mail está protegido contra SpamBots. Você precisa ter o JavaScript habilitado para vê-lo.

Antes de prosseguir com o relatório, segue abaixo o tópico que ilustra as capturas de tela do software desenvolvido.

Anexo A

Para validação dos filtros, desenvolveu-se um software na linguagem de programação Java que os implementa, permitindo que sejam re alizadas comparações entre às imagens de entrada e o resultado da aplicação das operações abordadas neste relatório.

Abaixo seguem capturas de telas que ilustram o software:

 

1. Introdução

O Processamento digital de imagens tem sido largamente utilizado em aplicações na vida moderna. Sua utilização vai de simples fotos caseiras às técnicas de diagnóstico para medicina ou satélites. Este tratamento de sinais digitais consiste em melhorar ou recuperar determinadas características de uma imagem de forma a permitir ou facilitar o seu reconhecimento pelo ser humano ou por uma máquina. A figura 1 ilustra a relação desta área com demais áreas relacionadas, como a visão computacional e a computação gráfica.

Figura 1 PDI e áreas correlatas

O estudo do processamento digital de imagens foca-se em imagens digitais, que consistem em um arranjo bidimensional de valores (sinais 2D) representando as características luminosas de uma cena. Cada valor deste é conhecido como pixel (picture element).

1.1 Sistemas de Cor

Existe uma diversidade de sistemas de representação de cores, mas, neste trabalho, serão adotados apenas dois. Um é o sistema padrão de representação de cores em imagens digitais, chamado de RGB (Red, Green and Blue). Esse modelo é usado pela maioria dos dispositivos de aquisição e visualização de imagens, podendo ser visto como um cubo de cores onde as componentes vermelha, verde e azul correspondem aos eixos x, y e z. Os tons de cinza ocorrem quando as três componentes possuem valores iguais, seguindo a diagonal principal do cubo, com a origem (0,0,0), preta, e a extremidade inversa (255,255,255), branca. O cubo que representa o modelo RGB está ilustrado na figura 1:

Figura 2 Sistema RGB

O sistema YUV é atualmente utilizado em transmissão de TV em cores pelos padrões PAL e NTSC, dentre outros, e também preserva compatibilidade com os padrões de TV P & B. No sistema YUV, o Y representa a componente de luminância (intensidade percebida, ou brilho), enquanto que o componente U e Q representam a crominância. A conversão do sistema RGB para YUV é dada por:

RGB para  YUV	YUV para RGB
Y = 0.299*R + 0.587*G + 0.114*B U = -0.14713*R - 0.28886*G + 0.436*B V = 0.615*R - 0.51498 G -0.10001*B	R = Y + 1.13983*V G = Y -0.39465*U - 0.58060*V B = Y + 2.03211*U

1.2 Objetivos do Trabalho

A proposta desde trabalho é implementar a seguintes operações para processamento digital de imagens, utilizando o ambiente MatLab e outra linguagem de programação, que aqui, definiu-se a linguagem Java.

1. Desenvolva um sistema para abrir, exibir, manipular e salvar imagens RGB, que possua as seguintes funcionalidades

a) Conversão RGB-YUV-RGB

b) Exibição de bandas individuais (R, G e B) como imagens monocromáticas

b) ou coloridas (em tons de R, G ou B, respectivamente)

c) Negativo

d) Controle de brilho aditivo

e) Controle de brilho multiplicativo

f) Filtros de média e mediana de ordem n x n

g) Filtro do desvio-padrão

h) Dissolver cruzado duas imagens de dimensões idênticas.

1. Aplicação de ruído remove-lo com os filtros da média e da mediana

a) Um ruído qualquer em Java

b) Os ruídos salt & pepper', gaussian e speckle em MATLAB.

Sendo as operações de 3 à 6 feitas diretamente sobre os valores R, G e B de cada pixel e, em diante, após a transformação, elas serão aplicadas sobre o valor de intensidade (Y) de cada pixel no sistema YUV, devendo a imagem, ao final do processamento, retornar para o sistema RGB.

As imagens finais, resultantes da aplicação das operações sobre as iniciais, deverão ser exibidas de maneira que se possa fazer um comparativo entre ambas e, assim, perceber o efeito causado pela aplicação da função sobre a imagem. Estas funções, bem como suas aplicações, serão apresentadas nas seções subseqüentes.