lionisEX03

Autor: lionis
Data: 25/03/2009

1. O objetivo deste exercício é verificar a questão da resolução espacial e radiométrica em imagens em níveis de cinza. Utilize um dos programas de xadrez desenvolvido anteriormente. Considere:

  • o tabuleiro formado por N x M mosaicos, tendo cada mosaico tamanho L x L pixels,
  • uma imagem monocromática com 256 níveis.
  1. Atribua ao mosaico escuro o valor mínimo da escala de cinza e ao mosaico claro o valor máximo da escala de cinza.
  2. Exiba a imagem gerada para N = M = 100 e L = 2.

Valor mínimo = 0 Valor máximo = 255

  1. Atribua aos mosaicos claros e escuros valores de intensidade próximos (por exemplo 110 e 111, numa escala de 0 a 255) e considerando os mesmos valores do item 2 exiba a nova imagem gerada. Explique o resultado obtido. Atenção, dependendo de como a imagem é observada, pode haver um processo automático de realce. Para evitar isto, coloque um pixel na imagem com valor 0 e outro pixel com valor 255, para garantir que não seja feito algum realce automático.

Valor mínimo = 110 Valor máximo = 111

Observação: Devido à pequena variação dos tons, não é possível distinguí-los.

  1. Determine o valor mínimo de separação entre níveis de cinza para que o tabuleiro seja observável.

Observação: o valor mínimo de separação entre níveis de cinza é condicionado por alguns fatores:

  • Tamanho dos mosaicos: quanto maiores os mosaicos, menores são os efeitos ilusórios causados pela inibição lateral, que influencia a percepção do tabuleiro. No entanto, se os mosaicos forem muito pequenos, a densidade de mosaicos pode ultrapassar a densidade de fotoreceptores, criando a percepção de um borrão cinza.
  • Luminância: quanto maior a luminância, melhor a percepção de contrastes. Assim, percebe-se a formação do tabuleiro primeiramente em tons mais claros, depois nos mais escuros.

Desta forma, serão mantidos os parâmetros N=M=100 e L=2, e serão comparados os tabuleiros, gerados sob tons mais claros e mais escuros.

Variação: 2, Valor mínimo: 0, Valor máximo: 2 |

Variação: 2, Valor mínimo: 253, Valor máximo: 255

Não é possível distinguir com clareza nenhum dos tabuleiros acima.

Variação: 15, Valor mínimo: 0, Valor máximo: 15 |

Variação: 15, Valor mínimo: 240, Valor máximo: 255

Dos tabuleiros acima, é possível distinguir apenas o tabuleiro à direita.

Variação: 30, Valor mínimo: 0, Valor máximo: 30 |

Variação: 30, Valor mínimo: 225, Valor máximo: 255

Com esta variação, os 2 tabuleiros acima são visíveis.

  1. Mantendo o tamanho da imagem em 200 x 200 pixels, varie os valores para N, M e L e verifique o efeito do tamanho do mosaico (L) na observabilidade do tabuleiro. Comente os resultados obtidos.

L: 1

L: 2

L: 3

L: 4

L: 10

L: 20

L: 30

L: 40

Observação: Os valores foram fixados em N=M=200 para manter a resolução da imagem fixa em 200x200, e os valores de L alterados. Para valores de L muito baixos, tem-se a percepção de uma imagem cinza uniforme, passando os mosaicos despercebidos.

  1. Escolha uma imagem níveis de cinza:

    imagem monocromatica com 256 niveis de cinza

    1. Simule a redução da resolução espacial na aquisição da imagem (menor número de sensores cobrindo a imagem do objeto). Considere fatores de redução 2, 4 e 8.

    Fator de redução da resolução espacial (sem interpolação): 2

    Fator de redução da resolução espacial (com interpolação): 2

    Fator de redução da resolução espacial (sem interpolação): 4

    Fator de redução da resolução espacial (com interpolação): 4

    Fator de redução da resolução espacial (sem interpolação): 8

    Fator de redução da resolução espacial (com interpolação): 8

    1. Simule a redução da resolução em nível de cinza na aquisição da imagem. Considere fatores de redução 2, 4, 8 e 16.

    Fator de redução da resolução radiométrica: 2

    Fator de redução da resolução radiométrica: 4

    Fator de redução da resolução radiométrica: 8

    Fator de redução da resolução radiométrica: 16

    Fator de redução da resolução radiométrica: 32

    Fator de redução da resolução radiométrica: 64

    1. Explique a abordagem considerada na solução dos itens 1 e 2. Comente e justifique os resultados obtidos.

    A abordagem utilizada foi a varredura em ambos os casos, e as observações são as seguintes:

    • Na redução espacial - simulando uma câmera com poucos sensores - a imagem do objeto foi mantida com o mesmo tamanho original, para que o efeito fosse melhor percebido. No primeiro caso não foi utilizada interpolação, mas no segundo utilizou-se a média dos pixels que, reduzidos, se tornariam um.
    • Na redução radiométrica, a imagem "lenina.pgm" se encontra em um domínio de 256 canais (tons de cinza). Assim, uma redução de 2 reduz a qualidade da imagem para 128 canais, e assim sucessivamente.