Aquisição de Imagem do Olho Humano

Aquisição de Imagem Olho Humano

• Córnea: transparente e aceita luz dentro do olho; contribui 2/3 para o foco ótico fixo;
• Íris: responsável pela cor do olho; aumenta e diminui para regular a entrada de luz;
• Pupila: abertura da íris; se estiver escuro, a pupila abre para deixar a luz entrar; se estiver claro, a pupila fecha para reduzir a quantidade de luz que entra;
• Lente: músculo que relaxa e contrai para tornar a lente plana ou esférica; foca objetos distantes ou próximos;
• Retina: camada interna do olho; contém os receptores de luz (bastonetes e cones);
• Nervo Ótico: recebe o sinal dos bastonetes e cones e envia-os para o cérebro;
• Bastonetes: deteta o nível de luminosidade; responsável pela visão noturna; usados na visão periférica; cerca de 120M de bastonetes no olho humano; 100x mais sensível que os cones;
• Cones: trabalham em tricromático (RGB); cerca de 6M de células de cones no olho humano; localizado na fóvea; cada cone é mais sensível a uma das cores, embora todos os cones sejam estimulados pela mesma frequência do comprimento de ondas de luz.

Origem da Aquisição da Imagem

• Camera Obscura: luz atravessa um buraco; é projetada de cabeça para baixo em uma parede; cor e perspectiva são preservadas; um espelho coloca a imagem direita;
• História da Fotografia:
  • Filme em Rolo Flexível (1889) criado por George Eastman;
  • Fotografias Coloridas início da década de 1940;
  • Câmara de vídeo - Cinematografia (1890’s) criada pelos irmãos Lumière.

Processamento de Filme

• Captura Sincronizada;
• Captura de Vídeo Eletrónica;
• Digitalização de Filme.

Sensores da Câmara

• CCD (Charge-Coupled Device): dispositivo de carga acoplada; baseado em semicondutores;
• CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor): sensor ativo de pixéis; criado nos 1990’s pela Olympus;
• Características dos Sensores:
  • Tamanho (medida em polegadas);
  • Proporção (Largura : Altura);
  • Área (mm²);
  • Contagem de Pixéis;
  • Resolução (Megapixéis);
• Lentes:
  • Adaptam a imagem ao sensor;
  • Foco;
  • Zoom;
  • Tipo de Lentes:
    • Standard;
    • Telephoto;
    • Wideangle;
  • Ponto de Foco: ponto onde a imagem é focada pela lente;
  • Distância focal e campo de visão: ponto onde a imagem é focada pela lente;
  • Ângulo de visão (AOV) e campo de visão (FOV): extensão angular de uma determinada cena fotografada.

Interface da Câmara com o Computador

• Câmera Link: barramento digital serial de alta velocidade; projetado especificamente para câmaras de visão artificial;
• USB 2.0: fornece uma taxa de transferência de 480 Mbps (60 MBps);
• USB 3.0: fornece uma taxa de transferência de 2 Gbps (255 MBps);
• Firewire: segue a especificação IEEE 1394; fornece uma taxa de dados máxima de 400 Mb/s;
• GigE Vision: baseado na tecnologia de barramento Gigabit Ethernet para sistemas de visão mecânica; largura de banda máxima teórica é de 1 GBps (125 MB/s).### Autonomia
• Nível de carga da bateria é importante para a automação do sistema
• Aumenta o peso e o tamanho geral do sistema
• Funcionamento com cabo conectado: necessidade de energia externa

Sistemas de movimento autônomo

• Nunca fica sem energia
• Sistema mais leve e menor

Lente Fixa

• Sistema mais compacto
• Evita o uso da montagem
• Mantém sempre as mesmas características da imagem
• Câmera não é facilmente adaptável a diferentes situações

Lente Substituível

• Precisa de uma montagem
• Menos compacto
• Uso da montagem pode criar diferenças nas características da imagem
• Câmera é facilmente adaptada a diferentes situações

Armazenamento

• Sem armazenamento: câmara sempre conectada a um sistema de captura (PC ou outro)
• A câmara normalmente não tem inteligência: menos recursos ou efeitos
• DVD ou cartão de memória: armazena fotos ou vídeos para uso posterior
• A câmara geralmente pode realizar algum tipo de processamento de imagem: criar efeitos de imagem, alterar formato de imagem, definir tipo de imagem

Noções básicas de Imagem

• Pixéis: elemento de imagem
• Sensor da câmara, tela do computador, imagem digital
• Resolução da imagem: X pixels x Y pixels (ex.: 640x480)
• Cada pixel é endereçável e usa o par (x, y) para localizar um pixel
• Cada pixel colorido é composto de subpixéis
• Proporção de pixel: relação matemática entre a largura e a altura de um pixel
• Pixéis por polegada (PPI) ou pontos por polegada (DPI): descreve a densidade de pixels ou pontos por unidade de medida em uma única linha

Profundidade de cor ou profundidade de bits

• Número de bits que representam a cor de um pixel
• Espaço de cores: modelo matemático abstrato que descreve a maneira como as cores podem ser representadas
• Exemplos de espaços de cores: RGB, CMY, CIE 1931 XYZ, RGBA, HSV/HSL, YUV

Conversões de cor

• Conversões de RGB para YUV e vice-versa
• Subamostragem de croma: otimização da largura de banda para transmissão de imagem

Cores e paletas indexadas

• Tabelas de consulta de cores (CLUT): reduz a quantidade de cores disponíveis em uma imagem
• Economiza memória e armazenamento de arquivos: aumenta a velocidade de comunicação
• Cada cor de pixel está relacionada a um número de índice na paleta

Imagem Digital

• Imagens Rasterizadas ou bitmaps: matriz bidimensional de pixels
• Imagens vetoriais: criadas por computador, escalonáveis sem perda de resolução
• Imagens bitmap versus imagens vetoriais: características e diferenças

Formatos de arquivo rasterizado

• RAW: formato de imagem nativo, não editado, com qualidade de imagem superior
• BMP: formato de arquivo padrão, documento bem documentado, com profundidades de bits de 1, 4, 8, 16, 24 ou 32 bits por pixel (BPP)
• GIF: formato de intercâmbio de gráficos, com suporte a transparência e animações
• JPEG: formato de arquivo com perdas, suporta compressão ajustável e é comum em fotos
• PNG: formato de imagem bitmap, com compressão sem perdas, criado para melhorar as limitações do formato de arquivo GIF