Aula 1: 24/Fev/2003

• Informações Gerais

• Introdução:

Uma das áreas mais importantes de pesquisa científica e tecnológica que se desponta para os próximos anos baseia-se no principal sentido humano: visão. A aquisição de informações visuais, fruto da interação da luz (ou de outra forma de energia eletromagnética), dotou o ser humano (bem como outros animais, principalmente os primatas) de um poderoso aparato para obtenção rápida e eficiente de informação precisa sobre o ambiente que o cerca. Os pesquisadores da área de visão computacional procuram desenvolver algoritmos para o processamento e análise de informação visual, seguido da possível classificação do conteúdo do sinal original. Esta parte do curso fornece um panorama das principais áreas envolvidas na pesquisa em visão, incluindo algumas aplicações e as ligações de visão com outras áreas, como processamento de imagens.

• Óptica

  • A óptica é a parte da Física que estuda os fenômenos ligados à luz e à visão.

  • A óptica geométrica é um dos ramos da óptica que estuda o a trajetória da luz ao atravessar algum meio material (como uma lente, no interior de microscópios, projetores de slides, periscópios, lunetas e outros instrumentos ópticos) e a sua reflexão (como na superfície de um espelho).

  • A óptica física estuda a interação da luz com a matéria. Por exemplo, o registro de uma imagem no papel fotográfico (a energia luminosa proveniente da cena observada é transformada em energia química) ou a produção da luz proviniente de uma estrela (energia nuclear é transformada em energia luminosa) são fenômenos estudados por este ramo da óptica.

• radiometria (incluindo modelos de cor)

  • O espectro eletromagnético, as cores da luz e a sua decomposição e composição.

• formação de imagens (amostragem e quantização);

• Amostragem (sampling) : discretização no domínio espacial
• Quantização (quantization) : discretização na amplitude (nível de cinza)

• Seção 2.3 do Gonzalez & Woods

• Seção sobre Sampling (amostragem) do "An interactive image processing course, HP Image Systems Engineering Initiative"

• Processamento de Imagens (Image Processing) : transformação imagem-imagem, nenhuma descrição explícita (processamento de baixo nível)
• Análise de imagens (Image Analysis) : Técnicas que extraem informações da imagem (tipicamente, medidas, dados quantitativos)
• Visão Computacional (Computer Vision / Image understanding) : descrição explícita dos objetos presentes na imagem (processamento de alto nível), incorpora interpretação. É também vista como uma subárea da área de Inteligência artificial.
• Reconhecimento de Padrões (Pattern recognition) : técnicas de reconhecimento de padrões podem ser úteis nos três níveis de processamento anteriores.
• Computação Gráfica (Computer Graphics) : síntese de imagens (Computer-Aided Design), animação. De uma forma geral, são técnicas que geram imagem a partir de uma descrição.

• Automação de escritório / banco / Biblioteca eletrônica
  • OCR (http://www.cedar.buffalo.edu/Publications/TechReps/OCR/ocr.html)
  • WEB
  • Base de dados multi-mídia
  • Transmissão
  • Armazenamento
• Arte / editoração
  • Fotografia (edição, composição de cenas, efeitos especiais, etc)
  • Edição de layout para impressão
  • Museus virtuais
• Vídeo digital
  • composição de cenas
  • efeitos especiais
  • criação de cenas
  • compressão
  • TV digital
• Biociências
  • Mamografia (http://www.rose.brandeis.edu/users/mammo/digital.html)
  • Análise de imagens de microscopia
  • Pesquisa biológica (análise de células, tecidos e ossos, análise de DNA, microarray, etc)
  • Reconstrução 3D (http://biocomp.stanford.edu/3dreconstruction/)
  • Diagnóstico médico (X-ray, tomografia, etc)
• Automação industrial
  • Visão robótica
  • inspeção visual, controle de qualidade
• Segurança / Vigilância
  • Reconhecimento de faces
  • Armazenamento
• Justiça forense (http://www.cs.uwa.edu.au/~pk/Forensic/)
  • impressão digital
  • análise de DNA
  • Reconhecimento de faces
• Defesa / Militar
  • alvos em imagens de satélite
  • tracking tempo-real de alvos para lançamento de mísseis
• Sensoriamento remoto (http://rst.gsfc.nasa.gov/)
  • análise de superfície terrestre tais como vegetação, água, temperatura, desmatamento, expansão da zona urbana, etc
  • modelagem 3D da superfície terrestre
• Ciência dos materiais
  • análise de imagens de microscopia
  • Análise de estruturas (cristalografia, etc)
  • análise de componentes e classificação de objetos
• Exploração espacial
  • Distorção, ruído
  • atividade solar
  • atividades cósmicas
  • superfície de planetas
• Outros
  • Reconhecimento de placas de veículo
  • Cartografia