PROCESSAMENTO DIGITAL DE IMAGENS - A1

Prévia do material em texto

1. Sabemos que o processamento digital está presente em diversas áreas do conhecimento, 
com uma enorme variedade de aplicações. Isso ocorre devido ao conhecimento que 
possuímos sobre o funcionamento do sistema visual do ser humano. 
 
De acordo com as características da visão humana, analise as afirmativas a seguir. 
 
I. O olho, praticamente, caracteriza-se como um tipo de esfera, com diâmetro médio de, 
aproximadamente, 20 mm, contendo três membranas que o revestem: a córnea, o coroide e a retina. 
II. Os padrões são visualizados por meio de uma série de receptores discretos de luz, que se 
encontram distribuídos por toda a superfície da retina, sendo classificados em duas classes: os 
cones e os bastonetes. 
III. Existem cerca de 6 e 7 milhões de cones, localizados, principalmente, na porção central da retina, 
chamada de fóvea. São muito sensíveis à cor, que ajudam na distinção de pequenos detalhes, pois 
cada um deles está conectado à sua própria terminação nervosa. 
IV. Os bastonetes existem em uma quantidade menor, variando de 2 a 5 milhões, aproximadamente, 
e são distribuídos pela superfície da retina, servindo para dar uma imagem geral do campo de visão. 
 
É correto o que se afirma em: 
Sua resposta está correta. 
A alternativa está correta. A afirmativa I está correta, pois o olho humano é revestido por três 
membranas, sendo a córnea, o coroide e a retina, das quais a córnea é a mais importante, uma vez que é 
um tecido resistente e transparente que cobre a superfície anterior do olho. Por meio do seu 
prolongamento, será formada a esclera, uma membrana opaca que reveste o restante do globo ocular. A 
afirmativa II está correta, pois os receptores discretos de luz, espalhados pela superfície da retina, são 
classificados como cones e bastonetes, sendo que os primeiros têm a função de possibilitar que a visão 
humana possa distinguir pequenos detalhes das imagens, pois cada um deles está conectado à sua 
própria terminação nervosa, enquanto os bastonetes possuem a função de possibilitar a imagem geral do 
campo de visão. A afirmativa III é verdadeira, pois os cones são encontrados numa quantidade que varia 
entre 6 e 7 milhões; já os bastonetes encontram-se em uma quantidade muito superior, algo entre 75 e 
150 milhões. A afirmativa IV está incorreta, pois a quantidade de bastonetes é muito maior que a 
quantidade de cones, sendo que os bastonetes se encontram distribuídos ao longo de toda a superfície 
da retina, numa quantidade que pode variar de 75 a 150 milhões. 
• II e IV, apenas. 
✓ I, II e III, apenas. 
• II e III, apenas. 
• I, II, III e IV. 
• I, apenas. 
 
2. O histograma representa, de forma geral, um gráfico de barras contendo o número de pixels na 
imagem, que corresponde a cada nível de cinza. Na fotografia, por exemplo, o histograma de 
uma imagem escura possui colunas mais altas na sua lateral esquerda. Já numa imagem mais 
clara, as colunas mais à direita do gráfico são as que ficarão mais altas. Com base nesse tipo 
de informação, o fotógrafo saberá que é necessário corrigir algo na exposição da imagem, de 
forma que a luminosidade fique mais centralizada no gráfico do histograma. Assim, a função 
básica do histograma é auxiliar na redução perda de detalhes em uma imagem. 
 
Sobre as funções de um histograma, avalie as informações a seguir. 
 
I. Por meio do nível de cinza da imagem, apresentado no histograma, podemos extrair a média, a 
variância, o desvio padrão, o máximo e o mínimo. 
II. Os histogramas que apresentam um gráfico mais largo referem-se às imagens que possuem um 
baixo nível de contraste. 
III. Cada imagem possui apenas um histograma, porém um histograma pode corresponder a mais de 
uma imagem. 
IV. Os histogramas que apresentam um gráfico mais estreito referem-se às imagens que possuem um 
alto nível de contraste. 
 
É correto o que se afirma em: 
Sua resposta está correta. 
A alternativa está correta. A afirmativa I está correta, pois, por meio do histograma, que se refere sempre 
a uma imagem em tons de cinza, ou seja, uma imagem cujos valores dos pixels vão variar entre 0 (branco 
ou ausência de cor) e 1 (preto total), podemos extrair medidas estatísticas com base na variação dos 
valores dos pixels, dentre as quais estão a média, a variância, o desvio padrão, o máximo e o mínimo. A 
afirmativa II está incorreta, pois os histogramas mais largos representam imagens com alto nível de 
contraste. A afirmativa III está correta, pois é verdade que cada imagem possui apenas um histograma, 
contudo a característica apresentada por um histograma pode corresponder a mais de uma imagem. A 
afirmativa IV está incorreta, pois as imagens em alto nível de contraste, que possuem uma melhor 
visualização, produzirão um histograma mais distribuído, ou largo, com poucas variações. 
• II e III, apenas. 
✓ I e III, apenas. 
• I e II, apenas. 
• I, II, III e IV. 
• III e IV, apenas. 
 
3. Em essência, sabemos que o contraste representa a escala da diferença entre preto e branco 
em uma imagem. Na radiologia, por exemplo, a mudança do contraste é realizada por meio da 
ingestão de determinadas substâncias pelos pacientes, para que ocorra uma melhora na 
qualidade das imagens utilizadas para diagnósticos médicos. 
 
De acordo com as principais transformações não lineares de contraste, analise as afirmações a 
seguir. 
 
I. Função logaritmo – consiste na substituição de cada pixel da imagem pelo seu logaritmo, 
proporcionando um realce maior para os pixels de baixa intensidade (regiões claras). 
II. Raiz quadrada – é descrita pela função g = T(f) = a √f, que vai agir de forma semelhante à função 
logaritmo, aumentando o contraste das regiões de média e baixa intensidade na imagem. 
III. Exponencial – troca cada valor de pixel da imagem pelo seu valor exponencial, proporcionando um 
realce maior nos pixels com alta intensidade (regiões claras). 
IV. Quadrado – é descrita pela função g = T(f) = af2, que funciona de forma semelhante à função 
exponencial, melhorando o contraste das regiões com média e alta intensidade nas imagens. 
 
É correto o que se afirma em: 
Sua resposta está correta. 
A alternativa está correta. A afirmativa I está incorreta, pois, apesar de ser verdade que a função 
logaritmo atuará nos pixels de baixa intensidade, devemos nos lembrar que essas regiões correspondem 
às áreas claras da imagem, e não escuras. A afirmativa II está correta, pois a raiz quadrada irá gerar um 
realce maior para os pixels de baixa intensidade, referentes às regiões escuras da imagem, 
possibilitando que os detalhes “ocultos” da imagem possam ser visualizados. A afirmativa III está 
correta, a função exponencial vai trocar cada valor de pixel da imagem pelo seu valor exponencial, 
atuando nas regiões claras da imagem, de forma que as informações dessas áreas possam ser 
analisadas e interpretadas. A afirmativa IV está correta, pois a função quadrado também irá atuar nas 
regiões de média e alta intensidade das imagens, fazendo com que as áreas escuras da imagem sejam 
realçadas e fiquem visíveis para o observador. 
• II e IV, apenas. 
✓ II, III e IV, apenas. 
• I e II, apenas. 
• I e III, apenas. 
• I, II, III e IV. 
 
4. As transformadas das imagens possuem, como objetivo principal, a característica de 
melhorar a visualização dos dados dos quais se pretende extrair das imagens. Sobre as bases 
das transformações lineares e lineares por partes, assinale a alternativa correta. 
Sua resposta está correta. 
A alternativa está correta. O uso da transformação linear por partes é recomendado tanto no caso de 
imagens com histograma muito irregular bem como quando se objetiva destacar um aspecto específico da 
imagem. 
• Na transformação inversa, na medida em que a intensidade da imagem de entrada aumenta, a 
intensidade da imagem de saída também aumenta. 
✓ A transformação linear por partes pode ser mais eficiente se o histograma da 
imagem a ser transformada for muitoirregular. 
• A transformação linear por partes caracteriza-se pela existência de um par de valores lineares 
dos quais o realce da imagem é estabelecido. 
• As principais transformações de contraste não lineares consistem na função inversa, raiz 
quadrada, exponencial e quadrado. 
• A transformação inversa, comumente utilizada, resulta na produção do positivo de uma 
imagem. 
 
5. Sabemos que as transformadas possuem diversas aplicações no campo do processamento 
digital de imagens, incluindo a segmentação, a filtragem e a compressão de dados. Sobre as 
características e funções das transformadas de imagens, assinale a alternativa correta. 
Sua resposta está correta. 
A alternativa está correta. As diferentes transformadas de imagem existentes possuem como função 
principal possibilitar que uma análise diferenciada possa ser realizada, através da transformação e 
exibição de diferentes detalhes da imagem, como realce de regiões suas claras e escuras. 
✓ A alteração da Alterar a representação inicial da imagem é uma das 
características de uma transformada. 
• A segmentação de imagens não se caracteriza como uma aplicação das transformadas. 
• As transformadas podem ser classificadas em monodimensionais e multidimensionais. 
• A implementação das transformadas ocorrerá por meio de multiplicações sucessivas. 
• O núcleo de uma transformada será formado sempre por um vetor. 
 
6. De maneira geral, o objetivo de uma transformada é mudar a representação inicial da imagem, 
de forma que se possa extrair mais dados que possibilitem uma análise mais detalhada das 
suas informações. 
 
PEDRINI, H.; SCHWARTZ, W. R. Análise de imagens digitais: princípios, algoritmos e aplicações. São 
Paulo: Cengage Learning Brasil, 2007. 
 
Com base no apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. 
 
I. As transformadas podem ser classificadas, essencialmente, em dois tipos: unidimensionais e 
bidimensionais, 
PORQUE 
II. Nas transformadas unidimensionais, a entrada se dá com base em uma matriz; enquanto nas 
transformadas bidimensionais, as entradas caracterizam-se por um vetor. 
 
A respeito dessas asserções, assinale a opção correta. 
Sua resposta está correta. 
A alternativa está correta. A asserção I é uma proposição verdadeira, uma vez que as transformadas vão 
tratar, em essência, de sinais unidimensionais, em que as regiões da imagem apresentam homogeneidade nos 
tons de cinza, que podem apresentar a frequência espacial baixa, unidimensionais. As transformadas 
bidimensionais, por sua vez, efetuam uma transformação linear nos dados de entrada. A asserção II é falsa, 
pois, nas transformadas unidimensionais, a entrada dos dados ocorre por meio de um vetor, uma estrutura 
que possui apenas uma dimensão; enquanto nas transformadas bidimensionais, a entrada ocorre por meio de 
uma matriz, de duas dimensões (x, y). 
• A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. 
✓ A asserção I é uma proposição verdadeira, e a asserção II é uma proposição 
falsa. 
• As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I. 
• As asserções I e II são proposições falsas. 
• As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I. 
 
7. Para uma melhor compreensão dos fundamentos das imagens digitais, devemos falar um 
pouco sobre os sinais. Segundo Pedrini e Schwartz, os sinais podem ser considerados, de 
forma geral, como “a manifestação de um fenômeno que pode ser expresso de forma 
quantitativa”. Tal definição pode, todavia, variar conforme o contexto no qual estiver sendo 
utilizado. 
 
PEDRINI, H.; SCHWARTZ, W. R. Análise de imagens digitais: princípios, algoritmos e aplicações. São 
Paulo: Cengage Learning Brasil, 2007. p. 13. 
 
De acordo com as características dos sinais discreto, contínuos, digitais ou analógicos, avalie as 
informações a seguir. 
 
I. O sinal discreto trabalha com valores inteiros ou enumeráveis, e o intervalo será independente da 
natureza do sinal. 
II. O sinal contínuo se encarrega de valores que representam instantes temporais ininterruptos. 
III. O sinal digital pode assumir apenas dois estados, mas possui valores discretos, como os dados 
recebidos pela internet. 
IV. O sinal analógico pode assumir diferentes valores ao longo de uma linha temporal, que são 
contínuos, como ondas de rádio. 
 
É correto o que se afirma em: 
Sua resposta está correta. 
A alternativa está correta. A afirmativa I está incorreta, pois o sinal discreto depende, totalmente, da natureza 
do sinal, sendo uma sequência de valores definidos em um conjunto discreto de instantes. A afirmativa II está 
correta, pois o sinal contínuo caracteriza-se como o conjunto variável de valores contínuos, pertencentes ao 
conjunto dos números reais, onde o domínio, normalmente, é o tempo. A afirmativa III está correta, pois o 
sinal digital é composto por apenas dois valores, 0 ou 1, que indicam uma mudança de sinal ou estado, por 
esse motivo adotados na base da computação moderna. A afirmativa IV está correta, pois o sinal analógico 
oscila com grande frequência, ao longo de um intervalo de tempo, apresentando uma queda na qualidade dos 
dados que transporta, pois o sinal trafega dentro de uma frequência muito grande. 
• II e III, apenas. 
• I e II, apenas. 
• I, III e IV, apenas. 
• I e IV, apenas. 
✓ II, III e IV, apenas. 
 
8. A subtração de imagens no sensoriamento remoto é utilizada, comumente, para detectar o 
padrão que indica a ocorrência de alguma alteração na cobertura. Isso ocorre, por exemplo, 
na identificação de um possível desmatamento ou de um aumento da área urbana. A partir 
disso, analise as asserções apresentadas e a relação entre elas. 
 
I. Apesar da subtração de imagens também ocorrer de forma linear, diferencia-se da adição, 
PORQUE: 
II. A subtração de imagens só pode ser realizada entre as diferentes bandas de uma mesma imagem. 
 
A respeito dessas asserções, assinale a opção correta. 
Sua resposta está correta. 
A alternativa está correta. A asserção I é uma proposição verdadeira, pois a subtração imagens também 
funciona linearmente, da mesma forma como ocorre na operação de adição de imagens. A asserção II é uma 
proposição falsa, pois a subtração de imagens também pode ocorrer entre as bandas iguais em imagens 
diferentes. 
• A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. 
• As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I. 
✓ A asserção I é uma proposição verdadeira e a asserção II é uma proposição 
falsa. 
• As asserções I e II são proposições falsas. 
• As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I. 
 
9. Os equipamentos e métodos para a obtenção de imagens, em muitos casos, geram imagens 
em tons de cinza. A “simplicidade” dessas imagens, ao contrário do que se pode imaginar 
num primeiro momento, pode disponibilizar uma série de informações e dados para análise, 
dependendo da técnica ou ferramenta utilizada. Uma das ferramentas adotadas para a análise 
de imagens em tons de cinza é o histograma. 
 
Sobre as características do histograma, avalie as informações a seguir. 
 
I. Um histograma possui tanto informações espaciais quanto um conjunto de valores de intensidade. 
II. O número de pixels, para um determinado nível de cinza, pode ser utilizado no cálculo da 
probabilidade de encontrar, na imagem, um pixel com aquele determinado valor de cinza. 
III. Um mesmo histograma pode, em algumas situações, corresponder a uma ou mais imagens. 
IV. Um histograma pode fornecer diferentes medidas estatísticas, incluindo a média, a variância, o 
desvio padrão, o máximo e o mínimo. 
É correto o que se afirma em: 
Sua resposta está correta. 
A alternativa está correta. A afirmativa I está incorreta, pois devemos nos lembrar que o histograma sempre 
representará uma imagemem tons de cinza, onde o valor de cada pixel poderá variar de 0 até 1 e, por esse 
motivo, o histograma pode fornecer apenas dados de intensidade. A afirmativa II está correta, pois em um 
histograma, o cálculo da probabilidade de se encontrar um pixel com um determinado valor de cinza se dá 
com base no número de pixels correspondente ao nível de cinza desejado. A afirmativa III está correta, pois, 
como as imagens representadas por um histograma são sempre em tons de cinza, é possível que imagens 
diferentes apresentem a mesma tonalidade e, consequentemente, o mesmo histograma. A afirmativa IV está 
correta, pois dentre as medidas estatísticas obtidas através de um histograma estão a média, a variância, o 
desvio padrão, o máximo e o mínimo, pois os valores dos pixels da imagem, que formam o histograma, variam 
entre um mínimo de 0 (branco) e um máximo de 1 (preto), o que colabora para a adoção de medidas 
estatísticas de tendência central, como a média, e valores de dispersão, como a variância e o desvio padrão. 
• I, II, III e IV. 
• I e II, apenas. 
• I, apenas. 
✓ II, III e IV, apenas. 
• I, II e III, apenas. 
 
10. A multiplicação e a divisão de imagens, ao contrário do que ocorre com a adição e a 
subtração, caracterizam-se como operações não lineares. Em ambas, os dados comuns às 
imagens serão realçados. Por esse motivo, é comum o uso da multiplicação e da divisão na 
correção do sombreamento. 
 
Com base no excerto apresentado, avalie as afirmações a seguir. 
 
I. Uma aplicação comum para a multiplicação e divisão de imagens é o mascaramento de imagens, 
também conhecido como região de interesse. 
II. A multiplicação de imagens é, comumente, adotada quando deseja-se aplicar algum tipo de 
algoritmo sobre a imagem processada. 
III. A principal função da divisão de imagens é realçar as diferenças de espectro em um par de 
bandas, deixando mais visíveis as características da curva de assinatura. 
IV. A multiplicação de imagens também é conhecida como razão de bandas, sendo a operação mais 
comum entre as apresentadas. 
 
É correto ao que se afirma em: 
Sua resposta está correta. 
A alternativa está correta. A afirmativa I está correta, pois tanto a multiplicação quanto a divisão de imagens 
atuam na correção dos sombreamentos nas imagens, que é o elemento principal para o estabelecimento da 
região de interesse em uma imagem. A afirmativa II está correta, pois, na aplicação de um tipo qualquer de 
filtro sobre uma imagem já processada, é comum o uso da multiplicação, como ocorre no mascaramento de 
imagem, em que será realizada a multiplicação de uma imagem por uma determinada “imagem máscara”, que 
possui o número 1 na região de interesse e o número 0 nas demais regiões da imagem. A afirmativa III está 
correta, pois a divisão, por sua vez, busca deixar mais visível as características da curva de assinatura da 
imagem, realçando assim as diferenças em um par qualquer de bandas dessa imagem. A afirmativa IV está 
incorreta, pois a operação matemática mais comum é a divisão de imagens, também conhecida como razão de 
bandas. 
• I e IV, apenas. 
✓ I, II e III, apenas. 
• I e II, apenas. 
• I e III, apenas. 
• I, apenas.