Conceitos Fundamentais de Processamento e Visão Computacional

Qual a diferença entre Processamento de Imagens, Visão Computacional e Síntese de Imagens?

Processamento de Imagens (Imagem -> Imagem): Envolve técnicas de transformação de imagens, em que tanto a imagem original quanto a imagem resultado apresentam-se sob uma representação visual. Estas transformações visam melhorar as características visuais da imagem (aumentar contraste, foco, ruídos e distorções). Exemplo de programa: easyHDR. Este software converte fotografias típicas 24-bit TrueColor tiradas de qualquer câmera digital. Usando os recursos HDR você pode obter muito mais da sua câmera, especialmente se ela não suportar imagens no formato RAW com 12 ou mais bits por pixel RAW. easyHDR pega uma sequência de fotos submetidas a diferentes exposições e aplica um mapeamento de tons com resultados excelentes.

Visão Computacional: É a ciência e tecnologia das máquinas que enxergam. Ela desenvolve teoria e tecnologia para a construção de sistemas artificiais que obtêm informação de imagens ou quaisquer dados multi-dimensionais. Exemplos de aplicações incluem o controle de processos (como robôs industriais ou veículos autônomos), detecção de eventos, organização de informação, modelagem de objetos ou ambientes e interação (atrelado a interação homem-computador). Exemplo de programa: Pixcavator. É um programa que ajuda a explorar imagens digitais e que é totalmente automático. Faz upload de imagens nos formatos: JPEG, BMP, PNG, GIF, TIFF; Ajusta o brilho, contraste, matiz e saturação, aplica erosão e dilatação, auto-contraste, detecta bordas, adiciona ruído e borrão, aplica filtros medianos etc.; Captura automaticamente contornos de objetos na imagem; Marca e desmarca objetos, um por um ou em grupos, na imagem e na planilha; Isola objetos em que você está interessado e guarda como imagens.

Síntese de Imagens (Dados -> Imagens): Área que se preocupa com a produção de representações visuais a partir das especificações geométrica e visual de seus componentes. É frequentemente confundida com a própria CG.

Por que a evolução do sistema CMY para o sistema CMYK?

Qual a relação entre eles? Quais as vantagens e desvantagens?

A evolução se deu para melhorar os tons escuros das impressões fotográficas, pois o CMY não era capaz de produzir um preto profundo, então evoluiu para CMYK, onde o K vem de Black (preto). A relação entre os dois é porque ambos são utilizados para impressão, sendo o CMY utilizado mais em impressoras caseiras e o CMYK em industriais.

CMY:

• Vantagens: Foi um modelo herdado das indústrias fotográficas, portanto facilmente adotado pelas impressoras jato de tintas ou térmicas.
• Desvantagens: Não produz um preto profundo, algumas cores não podem ser expressas por ele (cores metálicas, fluorescentes).

CMYK:

• Vantagens: Adição do tom preto, pois o CMY não possui um escuro profundo.
• Desvantagem: Editar imagem nesse modo é menos eficiente com relação a outro modelo.

O que é um processo aditivo de formação de cores?

Cite dois dispositivos que utilizam este processo e explique como podemos obter uma cor amarela neles.

É um processo que cria cores adicionando luz a um fundo preto, através dele é possível produzir todas as cores pela mistura aditiva de raios de luz azul, verde e vermelha. Dispositivos: Monitores e Projetor, podemos obter a cor amarela, fazendo uma mistura aditiva de raios de cores verde + vermelha.

O que é um processo subtrativo de formação de cores?

Cite um exemplo de como podemos obter a cor vermelha através deste processo.

É um processo que usa pigmentos ou tinturas para seletivamente, bloquear a luz branca, através dele é possível produzir todas as cores pela mistura subtrativa das cores ciano, magenta e amarelo. Dispositivos: Impressoras, podemos obter a cor vermelha, fazendo uma mistura subtrativa das cores magenta (absorver o verde) + amarelo (absorve o azul) = vermelho.

O que consistem as imagens matriciais e vetoriais?

Cite duas vantagens de cada uma delas.

Imagens matriciais: São formadas por uma matriz de pontos. Cada ponto possui um determinado valor de cor. Quando trabalhamos com uma imagem matricial editamos um grupo de pixels e não um objeto.

• Vantagem: Necessita de recursos de hardware baratos para representá-las, sua representação é flexível e muito comum, processamento simples, fácil tradução para dispositivos baseados em pontos(monitores, impressoras, etc.), fácil armazenamento e leitura, valores dos pixels podem ser alterados individualmente ou em grupo.
• Desvantagem: A imagem perde qualidade quando sofrem determinados tipos de mudança como zoom e rotação, imagens podem ser muito grandes, dificuldade em realizar operações de escala.

Dispositivos que capturam esse tipo de imagem são câmeras digitais e scanners.

Imagens vetoriais: São desenhos definidos matematicamente interligados por vários pontos unidos por linhas.

• Vantagens: Há possibilidade de alterar o formato e tamanho da imagem sem perder sua definição, facilidade de armazenamento dos elementos geométricos, facilidade de manipulação (escala, rotação, etc.), alteração simples.
• Desvantagens: Têm processamento mais complexo, requer dispositivos de saída específicos para ter bons resultados, reconstrução mais lenta.

Esse tipo de imagem pode ser gerada por dispositivos como mouse, teclado e caneta óptica.

Por que quando a intensidade de luz no ambiente é muito baixa não temos sensação de cor?

Que tipo de receptores temos nos olhos?

Porque as cores são sensações que temos em resposta à luz que incide nos nossos olhos. Temos na retina dos olhos duas classes de sensores: os cones e bastonetes.

Cones: São fundamentais para a sensação de cor, sendo dividido em três tipos diferentes de cones, cada um respondendo melhor a uma determinada faixa de frequências da luz, um corresponde à sensação do vermelho, um do verde e o outro do azul.

Bastonetes: Nos permitem enxergar em ambientes muito pouco iluminados, não transmitem sensação de cor, ou seja, são cegos para as cores.

Compare as vantagens e desvantagens dos sistemas RGB, HSV, YUV.

RGB:

• Vantagens: As diferentes combinações desse modelo são capazes de gerar qualquer tipo de cor, editar imagem nesse modo é mais eficiente com relação a outros modelos.
• Desvantagens: É dependente de dispositivo, isto significa que pode ocorrer variação de cores entre monitores e scanners, podendo levar a um desvio nas suas especificações, exibindo assim, as cores de maneira diferente.

YUV:

• Vantagem: Permite transmitir imagens a preto e branco como de cor de forma independente, permite transmitir componentes de cor em menos tempo do que seria necessário se fosse utilizado o modelo RGB, com esse modelo é possível representar uma imagem a preto e branco utilizando apenas a luminância e reduzindo bastante a informação que seria necessário no outro modelo.
• Desvantagem: (Faltando no original)

HSV:

• Vantagem: O espaço desse modelo é muito semelhante à maneira em que os seres humanos percebem a cor.
• Desvantagem: No componente H, a imagem gerada apresenta uma descontinuidade em certos pontos, passando bruscamente de cores claras para escuras.