Laboratorio_-_cap_03_2023

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA BIOMÉDICA 
PROCESSAMENTO DIGITAL DE IMAGENS 
 
 
Laboratório – Capítulo 03 
 
 
1. Considere a imagem X abaixo. Aplique a janela de filtragem passa-baixa e indique qual o valor de saída 
dos pixels na imagem Z. 
 
1
9
1 1 1
1 1 1
1 1 1
 
 
120 120 120 120 120 
120 210 120 30 120 
120 120 120 120 120 
 
120 120 120 120 120 
120 ? ? ? 120 
120 120 120 120 120 
 
2. Faça a convolução da região em destaque na imagem a seguir utilizando a máscara w = !
!
1 1 1
1 1 1
1 1 1
. 
Apresente a matriz da nova imagem. 
 
2 1 0 6 7 
2 0 1 6 5 
1 1 8 5 6 
1 0 6 6 5 
3 5 6 7 7 
Figura 1 – Imagem a ser filtrada 
 
Implementação - Matlab 
3. Convolução. Utilize a imagem 'moon.tif'. 
 
a) Aplique 4 filtros de convolução na imagem. Utilizando a máscara: 
 1 1 1 
1/k* 1 1 1 
 1 1 1 
para k=2, 9 e 18. Explique os resultados. 
 
 
4. Suavização/Filtros passa-baixa. Realize o borramento na imagem para reduzir o efeito do ruído. Utilize 
a imagem 'kids.tif' 
 
a) Gere 2 imagens com ruído sal e pimenta e gaussiano. Exiba as imagens. 
b) Suavize as imagens utilizando a média (3x3) e mediana. Exiba os resultados. 
 
5. Realce/Aguçamento/Aumento de nitidez/Filtro passa-alta. Utilizando a segunda derivada – 
Laplaciano. Utilize a imagem ‘coins.png’. 
 
 
 
a) Inicialmente borre a imagem para que a nitidez das bordas seja atenuada (Sugestão: utilize a média 
[3x3]). 
b) Exiba a máscara de laplaciano sem ajuste. 
c) Exiba a máscara de laplaciano com ajuste (normalizado). 
d) Exiba a aplicação das máscaras ‘b’ e ‘c’ sobre a imagem borrada ‘a’ (Atenção: somar a imagem 
borrada a máscara se o centro da máscara for positivo, se negativo deve subtrair as imagens). 
e) Aplique o zoom sobre alguma região com borda nas imagens de ‘d’. Explique porque a borda da 
imagem sem ajuste ficou mais escura que a borda do laplaciano ajustado. 
 
6. Máscara de nitidez. Utilize a imagem original da questão 4 e a suavizada (borrada) da letra ‘a’. Para 
cada letra, a seguir, exiba o resultado. 
a) Máscara de nitidez. 
b) Adicione a máscara de nitidez a imagem original. 
c) Faça uma filtragem 'high-boost' (k>1). 
d) Faça uma filtragem atenuando a contribuição da máscara de nitidez. 
 
7. Realce/Aguçamento/Aumento de nitidez/Filtro passa-alta. Utilizando a primeira derivada – Gradiente. 
Realce a imagem para cada um dos seguintes operadores. Utilize a imagem ‘logo.tif’. 
a) Gradiente cruzado de Roberts, Prewitt e Sobel 
8. Desenvolva um filtro de suavização usando filtros de média e de mediana através da convolução e 
compare seus resultados com a função conv2 do MATLAB. 
O filtro de Média pode ser implementado da seguinte maneira: 
passo 1: Preencha as bordas da imagem com zeros; 
passo 2: Percorra uma janela n × n pela imagem; 
passo 3: Durante cada percurso faça a média dos elementos e atribua seu valor ao elemento central dessa 
janela; 
passo 4: Repita o passo 2 até terminar de percorrer toda imagem; 
OBS: Utilize a mesma máscara w da questão 2 acima. 
A mediana é o valor (pertencente ou não à amostra) que a divide ao meio, isto é, 50% dos elementos da 
amostra são menores ou iguais à mediana e os outros 50% são maiores ou iguais à mediana. Para a sua 
determinação utiliza-se a seguinte regra, depois de ordenada a amostra de n elementos: Se n é ímpar, a 
mediana é o elemento médio. Se n é par, a mediana é a soma dos dois elementos médios divido por 2. 
O filtro da Mediana é implementado da seguinte maneira: 
passo 1: Preencha as bordas da imagem com zeros; 
passo 2: Percorra uma janela n × n pela imagem; 
passo 3: Durante cada percurso faça a ordenação dos elementos e coloque em forma de vetor; 
passo 4: Em seguida ache a mediana do vetor e atribua seu valor ao elemento central da janela; 
passo 5: Repita o passo 2 até terminar de percorrer toda imagem; 
 
9. Desenvolva um algoritmo utilizando imagens do seu projeto para a estratégia abaixo. Apresente todos os 
resultados. 
a) Ler uma imagem (do seu projeto). Para or projetos que utilizam imagens coloridas transformar em 
níveis de cinza. Caso já esteja em níveis de cinza seguir as etapas. 
b) Aplicar em (a) o filtro Laplaciano. 
c) Aplique no resultado de (b) o gradiente de sobel. 
d) Aplique no resultado de (c) sobel suavizada com filtro da média 5x5. 
 
 
e) Realize o produto no resultado de (c) e (d). 
f) Realize o realce da imagem somando (a) e (e). 
 
 
Referências 
[1] Rafael C. Gonzalez; Richard E. Woods. Processamento Digital de Imagens 3a edição. Pearson.