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