achiziţia şi prelucrarea imaginilor · digitizarea unei imagini este procedura prin care imaginea...

AchiziAchiziţţia ia şşi i prelucrarea prelucrarea imaginilorimaginilor

GeneralitatiGeneralitati

Digitizarea unei imagini Digitizarea unei imagini este procedura prin care imaginea se transformă într-un set de numere.

Acest set de numere poate fi adus în memoria calculatorului.

Pentru afişarea pe monitor a imaginii digitizate este necesară prelucrarea setului de numere printr-o procedură inversă digitizării.

In afară de procesarea pentru afişare, imaginii digitizate îi pot fi aplicate şi alte prelucrări matematice în vederea transformării imaginii initiale

Grilă digitizareImagine Imagine pregătită pentru digitizare

Căsuţele intersectate de imagine se innegresc

Innegrit=1 Neinnegrit=0

Compactare informaţie

Un pixel (prescurtare de la picture elementpicture element) reprezintă cel mai mic element ce poate fi utilizat pentru a obţine o

imagine pe monitorul unui calculator. Datorită dimensiunilor, ce nu pot fi infinit de mici, reprezentarea grafică (pixel mappixel map sau bit mapbit map) aproximează subiectul

BitBit--Mapped Graphics (BMP) Mapped Graphics (BMP) - Harta de biţi, reprezintă o colecţie de biţi din memoria calculatorului, corespunzătoare pixelilor de pe ecran.

Graficul BMP în memoria calculatorului este o matrice de numere, fiecare descriind caracteristicile unui pixel.

In cazul în care graficul BMP este color, sunt necesari mai mulţi biţi pentru un pixel, pentru a putea memora codul şi caracteristicile culorii.

Dispozitive folosite în digitizarea imaginilorScannerul

Camera Video dotată cu convertor analog-numeric

Camera Video digitală

Aparatul de fotografiat digital

A

Rezoluţia (Resolution)Resolution) dispozitivului de afişare (monitor sau imprimantă), este măsura clarităţii cu care pot fi redate detaliile. Pentru un monitor defineşte numărul de pixeli ce pot fi afişaţi pe unitatea de măsură (inch). In general însă, cuvântul rezoluţie este folosit pentru a indica numărul total de pixeli ce pot fi afişaţi (orizontal x vertical). Pentru imprimante rezoluţia se măsoară în dot (punctul cel mai mic ce poate fi tipărit) pe inch (dpi).

Rezoluţie înaltă Rezoluţie scăzută

La trasarea curbelor monocolore poate apare zimnţareaatunci cand rezoluţia nu este satisfăcătoare (aliasingaliasing)

Rezolutia de acoperire a suprafetelor (contouringcontouring) depinde de numarul de nuante

folosite

Sfera acoperita cu 32 de nivele de gri

Sfera acoperita cu 8 nivele de gri

Simularea tonurilor de gri (ditheringdithering) prin aranjarea de puncte albe şi negre de aceeaşi dimensiune in

patternuri diferite

Formate graficeHărţi de biţi

Graphical Interchange Format (GIF),(GIF),Tagged Image File Format (TIFF),(TIFF),Windows Bitmap (BMP).(BMP).

Grafică vectorialăEncapsulated Postscript (EPSEPS),Windows Metafile Format (WMFWMF),Hewlett-Packard Graphics Language (HPGLHPGL),Macintosh graphics file format (PICTPICT).

Prelucrarea Prelucrarea imaginilorimaginilor

EtapeEtape::

1.1.AchizitiaAchizitia

2.2.PreprocesareaPreprocesarea

3.3.SegmentareaSegmentarea

4.4.ProcesareaProcesarea inin vederea masurariivederea masurarii

Prelucrea imaginilor digitale

Afişarea

Controlul contrastului

Controlul culorii

Filtrarea

Extragerea din zgomot

Segmentarea

Zoom-ul

Detectare de contururi

Filtrare de imagine

Analiza unei zone din imagine

Gasirea bacteriilor cu granule

Histograma tonurilor de gri

Instructiuni Matlab

I = imread(‘nume fisier');

imshow(I)

BW1 = edge(I,'sobel');

BW2 = edge(I,'canny');

imshow(BW1)

imshow(BW2)

Instructiuni Matlab

I = imread('pout.tif');

imshow(I)

imhist(I,64)

I2 = histeq(I);

imshow(I)

imshow(I2)

Instructiuni Matlab

I = imread('pout.tif');

imshow(I)

imhist(I,64)

I2 = histeq(I);

imshow(I)

imshow(I2)

V a l u e F p 1 F p 2 F 7 F 8 T 3 T 4 T 5 T 6 F 3 F 4 C 3C 4 P 3 P 4 O 1 O 2

X P o s i t i o n 2 2 5 9 1 3 7 2 6 7 7 1 0 7 4 2 7 6 02 2 6 2 2 5 6 1 2 9 5 8Y P o s i t i o n 8 5 8 5 6 8 6 8 4 5 4 5 2 3 2 3 6 8 6 84 5 4 5 2 3 2 3 5 5A m p l i t u d e 1 4 5 1 4 0 1 6 0 2 2 0 1 3 5 1 3 5 1 9 5 1 7 0 1 3 0 1 2 06 0 5 5 1 8 5 2 2 5 2 5 0 2 1 5D e l t a 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0T h e t a 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0A l f a 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0B e t a 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0M a p D a t a

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 1 8 0 1 7 9 1 7 31 6 8 1 6 3 1 5 8 1 5 3 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 1 6 2 1 7 7 1 7 3 1 7 0 1 6 71 6 4 1 6 1 1 5 8 1 5 5 1 5 0 1 4 4 0 0 0 0

0 0 0 0 0 1 5 0 1 5 7 1 6 1 1 6 1 1 6 0 1 5 91 5 8 1 5 8 1 5 7 1 5 6 1 5 4 1 4 7 1 4 0 0 0 0

0 0 0 0 1 4 1 1 4 4 1 4 6 1 4 8 1 4 9 1 5 1 1 5 21 5 3 1 5 5 1 5 6 1 5 7 1 5 7 1 4 9 1 4 1 1 3 3 0 0

0 0 0 1 3 4 1 3 4 1 3 3 1 3 3 1 3 5 1 3 8 1 4 1 1 4 41 4 8 1 5 1 1 5 4 1 5 7 1 6 1 1 5 1 1 4 1 1 3 1 0 0

0 0 1 2 6 1 2 4 1 2 2 1 1 9 1 1 7 1 2 1 1 2 5 1 2 9 1 3 31 3 7 1 4 1 1 4 5 1 4 9 1 5 3 1 4 1 1 2 4 1 0 6 1 0 8 0

0 0 1 1 8 1 0 2 9 9 9 6 9 4 9 7 1 0 0 1 0 3 1 0 61 1 0 1 1 3 1 1 6 1 1 9 1 2 3 1 1 1 9 3 8 7 1 0 2 1 0 7

0 8 7 1 0 8 8 7 7 5 7 3 7 1 7 3 7 6 7 8 8 08 3 8 5 8 7 9 0 9 2 8 0 6 4 7 6 9 5 1 0 3

0 7 9 9 2 7 5 5 7 5 1 4 9 5 0 5 2 5 3 5 45 6 5 7 5 8 6 0 6 1 4 8 5 0 7 1 8 3 6 8

0 7 5 7 7 5 9 4 1 2 7 2 6 2 6 2 7 2 7 2 82 8 2 9 2 9 3 0 3 0 1 9 3 9 5 9 8 0 6 7

0 7 0 6 5 4 6 2 7 8 2 2 2 1 11 1 0 0 0 8 3 0 5 2 7 4 6 6

0 0 6 6 4 8 2 9 1 1 6 6 5 4 43 3 2 1 1 1 9 4 0 6 2 8 4 7 2

0 0 8 0 6 1 4 2 2 5 1 8 1 8 1 7 1 6 1 51 5 1 4 1 3 1 2 1 2 3 5 5 9 8 1 9 3 0

0 0 7 6 6 9 4 9 3 9 3 1 3 0 2 9 2 8 2 82 7 2 6 2 5 2 5 2 4 5 2 8 1 1 0 2 1 0 0 0

0 0 7 4 8 0 6 3 5 4 4 5 4 2 4 1 4 0 3 93 8 3 7 3 6 3 5 3 5 6 7 1 0 0 1 2 2 1 1 4 0

0 0 0 8 8 7 5 6 7 5 9 5 4 5 3 5 2 5 15 0 4 9 4 8 4 7 4 6 7 9 1 1 2 1 4 3 1 2 4 0

0 0 0 9 5 9 1 8 3 7 4 6 7 6 6 6 5 6 46 2 6 1 6 0 5 9 5 8 7 8 9 8 1 1 8 0 0

Variante procesate diferit ale aceluiasi mapping EEG

Compresia imaginiiJPEG ('Joint Photographic Experts Group'Joint Photographic Experts Group’’) este un format de comprimare a imaginii, recomandat pentru fotografii, opere de artă şi mai puţin pentru imagini mişcătoare sau desene de precizie

Pentru imagini în mişcare se foloseste standardulMPEG (Motion Picture Experts Group),(Motion Picture Experts Group), de exemplu în televiziunea digitală)

Imaginea iniţială şi cea decompresată nu sunt identice

Cu cât gradul de compresie este mai mare cu atât se pierd mai multe detalii

Este important să se evite compresiile şi decompresiile succesive, pentru a menţine pierderile de detalii în limite nesesizabile de ochiul obişnuit

BMP alb/negru BMP tonuri de gri

BMP 16 culori BMP 256 culori BMP 24 bit culori

JPEG 24 bit culori

CULORI SAU TONURI DE GRI IN CULORI SAU TONURI DE GRI IN IMAGINILE PRELUCRATE DE IMAGINILE PRELUCRATE DE

CALCULATOARECALCULATOARE

Conversia din format bmp in format jpg, aduceo mare economie de memorie fara pierderea

aparenta a detaliilor

AplicatiiAplicatii

Ecografia

Evoluţia ecografelor (sus) şi a sistemelor de investigare (jos)

Exemple de imagini ecografice alb-negru

Din cele 64 de imagini achiziţionate continuu, este posibilă analiza mărită a unui cadru

Dopplerul color aduce un instrument suplimentar in diagnosticare

Sonda ecografică conţine atât emiţătorul cât şi receptorul ultrasonic.

Frecvenţa semnalului emis este invers proporţională cu dimensiunile organului investigat

Adâncimea la care se face investigarea este direct proporţionala cu puterea şi invers proporţionala cu frecvenţa semnalului emis

Sonda ecografică are dimensiunile si forma adaptate la organul investigat

Tomografia computerizată

Principiul tomografiei X

Un fascicul subţire de raze X, controlat de calculator, străbate după direcţii şi intensitate cunoscută subiectul investigat.

Receptorul sensibil la radiaţia X sesizează gradul de obsorbţie al ţesuturilor străbătute.

Plecând de la coeficienţii de absorbţie ai fiecărei direcţii investigate, în baza unui algoritm matematic, este reconstituită imaginea secţiunii străbătute de raza X.

d

IIdxx

0 0

ln)(μd - grosimea secţiunii

(x)-coeficientul de obsorbţie după direcţia x

I - intensitatea radiaţiei emergente

I0 - intensitatea radiaţiei incidente

Modalitatea calculării coeficienţilor de absorbţie după fiecare direcţie x

Generatii de tografe computerizate

Tomografia axială computerizată

(CATCAT) oferă neinvaziv, secţiuni

(scanscan) transversale,

subţiri, prin corpul pacientului, ale

căror imagini nu sunt influenţate de secţiunile vecine

Exemple de prelucrări ale imaginilor CT

Tomograf cu rezonanţă Magnetică Nucleară şi exemple imagini obţinute (MRI)

Rezonanţa Magnetică Nucleară (NMR) a fost dezvoltată separat în 1945 de fizicienii americaniFelix Bloch şi Edward Mills Purcell pentru analiza spectroscopică a substanţelor.

In NMR, substanţa este plasată într-un câmp magnetic puternic ce afectează spinul nucleilor atomici ai substanţelor comune. Cu o undă radio nucleii sunt reorientaţi, apoi la anularea undei este analizată energia eliberată. Informaţia oferită reflectă structura moleculară şi cu ajutorul tehnicii de calcul ea poate fi transformată în imagine.

Din 1980 devine un intrument de diagnosticare mult mai precis decât ecografia sau tomografia cu raze X

Secţiune transversală obţinută prin MRI, ce prezintă toate ţesuturile ce compun capul uman

Rezonanţa magnetică nucleară (MRIMRI) relevă diferenţe structurale între creierul normal (stânga) şi cel afectat de schizofrenie (dreapta), care are ventricolele mărite

Radiografia digitală

Exemple de imagini prelucrate numeric,

în radiografia digitală