A Formação da Imagem Digital

Asla Medeiros e Sá

Apresentação

Computação Gráfica Gera imagens sintéticas

manipulando objetos gráficos

Visão Computacional Processa imagens colhidas

de uma cena real com intenção interpretativa (exemplo: movimento autônomo de robôs guiados por câmeras)

Novas áreas de pesquisa

Fotografia Computacional Extrair informações

complementares da cena a partir de fotografia (exemplo: fotografia 3D)

Fotografia Digital Produzir imagens

melhores do ponto de vista fotográfico

Video!

O que é imagem digital Representação matricial

Cada canal de cor é uma matriz de n por m valores (correspondentes aos pixels)

Bits/bytes/Megabits... Lembrar que computadores operam em base 2! 0/1 = bit, 8bits = byte, 2^20 = Megabyte

RGB/CMYK e outros espaços Processamento digital

Queremos modificar os números de forma a obter resultados que fazem sentido visualmente

Representação Matricial de Imagem

223 204 204 204 204 204 204 204 204 204 204 204 204 223

171 120 120 120 18 120 50 120 120 120 120 120 120 171

171 120 120 120 116 120 120 120 120 120 120 120 120 171

138 120 120 120 120 120 50 120 97 120 120 120 120 171

171 120 120 120 120 120 120 120 120 120 187 120 120 242

172 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 171

171 120 120 120 120 120 179 120 120 120 120 167 120 171

171 120 120 120 120 120 120 235 120 120 120 120 120 171

171 120 120 120 120 120 120 235 120 76 175 120 120 171

171 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 171

171 120 120 120 120 120 120 120 123 120 120 214 120 114

171 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 143 171

171 120 120 120 232 120 120 198 120 120 120 120 120 171

203 171 171 171 171 171 171 171 171 205 171 171 171 203

14 X 14 pixels, 1 canal

Base 2

Usando 8 bits (total de números distintos = 256):

01001110 = 0+64+0+0+8+4+2+0 = 78

Usando 2 bits(total de números distintos = 4):

00 = 0+0 = 001 = 0+1 = 110 = 2+0 = 211 = 2+1 = 3

Usando 16 bits (total de números distintos = 64.736):

0100010001001110 = 16184+1024+64+8+4+2=17.286

1 248

163264

128256512

1024204840968192

1618432368

64736...

Potências de K:1024 = 1K

1.048.576 = 1 Mega1.073.741.824 = 1 Giga

1K

8bits = byte

Potências de 2:

Brilho e Contraste no Monitor

Curso Siggraph 2004 - Poynton

Brilho e Contraste no Photoshop

Curso Siggraph 2004 - Poynton

Captura Digital

Conversão de formato RAW na câmera para outro formato padrão

Transmissão do dado RAW

Edição da imagem em software de edição

Edição do formato RAW em software de edição

Armazenamento da imagem processada

Armazenamento da imagem não processada

Opção de conversão para formato padrãoe armazenamento da imagem processada

Sensores

Foveon

Sensor Fujifilm

ProblemasAberração cromática:

Blooming eAberração Cromática

Noise

Imagem com ruído impulsivo

223 204 204 204 204 204 204 204 204 204 204 204 204 223

171 120 120 120 18 120 50 120 120 120 120 120 120 171

171 120 120 120 116 120 120 120 120 120 120 120 120 171

138 120 120 120 120 120 50 120 97 120 120 120 120 171

171 120 120 120 120 120 120 120 120 120 187 120 120 242

172 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 171

171 120 120 120 120 120 179 120 120 120 120 167 120 171

171 120 120 120 120 120 120 235 120 120 120 120 120 171

171 120 120 120 120 120 120 235 120 76 175 120 120 171

171 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 171

171 120 120 120 120 120 120 120 123 120 120 214 120 114

171 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 143 171

171 120 120 120 232 120 120 198 120 120 120 120 120 171

203 171 171 171 171 171 171 171 171 205 171 171 171 203

Exemplos de amostragens baixas

Aliasing devido a sub amostragem Se a taxa de amostragem é pequena as altas

freqüências se reconstroem como baixas:

Freqüências altas de uma cópia se somam a freqüências baixas das outras.

Aliasing A mistura de espectros é chamda de aliasing. Teorema de Amostragem: Para termos chance de

reconstruir corretamente uma função… Ela tem que ter um limite na sua freqüência, fmax.

A taxa de amostragem, fs, deve ser no mínimo 2fmax. Existem duas maneiras de lidarmos com

aliasing. Passar um filtro passa-baixa no sinal.

Aumentar a freqüência de amostragem.

Efeito de alias

Jagged boundaries

Improperly rendered detail

Mais problemas…

Moiré

Na prática o que pode ser feito para alterar a taxa de amostragem?Ou seja, como evitar serrilhados e Moiré em um determinado detalhe desejado?

Formatos de Imagem

RAW Formatos proprietários DNG e não proprietários

TIFF TIFF (Tagged Image File Format) is a universal image format that is

compatible with most image editing and viewing programs. It can be compressed in a lossless way, internally with LZW or Zip compression, or externally with programs like WinZip. While JPEG only supports 8 bits/channel single layer RGB images, TIFF also supports 16 bits/channel multi-layer CMYK images in PC and Macintosh format. TIFF is therefore widely used as a final format in the printing and publishing industry.

Many digital cameras offer TIFF output as an uncompressed alternative to compressed JPEG. Due to space and processing constraints only the 8 bits/channel version is used in digital cameras. Higher-end scanners offer a 16 bits/channel TIFF option. If available, RAW is a much better alternative for digital cameras than TIFF.

JPEG Indexados

O que está por vir... Imagens HDR

http://www.debevec.org/ Displays HDR

http://www.cs.ubc.ca/~heidrich/Projects/HDRDisplay/

Composição automática http://grail.cs.washington.edu/proj

ects/photomontage/ “Our higher cognitive functions constantly

mediate our perceptions so that in photography, very often, what you get is decidedly not what you perceive. “What you get,” generally speaking, is a frozen moment in time, whereas “what you perceive” is some time- and spatially-filtered version of the evolving scene.”

Melhorias de hardware...