Lista de Alunos | Cap.2

Cap1. Processamento e análise de imagens digitais

Introdução

Sistemas de imageamento são responsáveis por captar o sinal de entrada proveniente de objetos e construir, a partir deste sinal, uma imagem de saída. Pensando especificamente em sistemas médicos de imagemento, os sinais de entrada são resultantes da resposta do corpo do paciente a determinado estímulo, como por exemplo, à radiação eletromagnética (Raio-X, Ressonância Magnética) ou às ondas sonoras (ultrassom). O desafio é obter uma imagem de saída que seja uma representação precisa do sinal de entrada e, a partir da análise desta imagem, extrair o máximo de informação possível para diagnóstico e/ou tratamento.

Aquisição direta x indireta

Os sistemas de imageamento podem ser classificados quanto à forma de aquisição: direta ou indireta. Enquanto que na aquisição direta, os dados adquiridos já formam uma imagem reconhecível, na aquisição indireta, algum tipo de processamento ou reconstrução é necessária para que a imagem se forme.

  • Exemplos de aquisição direta: olho humano, câmera digital, microscópio.
  • Exemplos de aquisição indireta: câmera de filme fotográfico, CT, MRI, SAR

Imagem analógica x digital

Usualmente, os sinais de entrada dos sistemas de imageamento são contínuos no espaço e em intensidade (sinais analógicos). Já as imagens resultantes podem ser contínuas (analógicas) ou discretas (digitais).

A imagem digital é composta por um conjunto de amostras igualmente espaçadas, formando uma grade (matriz). Cada elemento desta matriz é denominado pixel ("picture element") e contém um valor que representa, por exemplo, o nível de cinza encontrado naquele pixel. Ou seja, a imagem analógica é digitalizada tanto no espaço (amostragem), quanto na amplitude (quantização).

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Tipos de processamento

  • Melhoramento: melhorar a imagem (contraste, brilho, ruído)
  • Restauração: corrigir distorções (movimento, iluminação)
  • Análise: obter informações do conteúdo das imagens (segmentação, classificação, extração de características)
  • Compressão: reduzir tamanho do arquivo (com ou sem perdas)
  • Síntese: criar novas imagens à partir das existentes (reconstrução, modelos 3D)

Aplicações

O processamento de imagens digitais é naturalmente multidisciplinar. Primeiro, porque utiliza técnicas da ótica, física do estado sólido, eletrônica, arquitetura de computadores, programação, álgebra, estatística, teoria de grafos e muito mais. Depois, porque se aplica a imagens dos mais variadas áreas do conhecimento. Algumas aplicações são:

  • Automação e Robótica
  • Processamento de documentos
  • Fotografia/Cinematografia
  • Sensoreamento remoto
  • Comunicações
  • Astronomia
  • Biologia
  • Militar
  • Interface Homem/Máquina
  • Medicina

Leituras recomendadas

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