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Universidade Estadual do Maranhão – UEMA Centro de Ciências Tecnológicas - CCT Engenharia de Computação Processamento Digital de Imagem Luan Felipe Araújo Sousa - 201527235 Lucas Matheus dos Passos Gomes - 201502764 Philipe Manoel Ramos Pinheiro - 201526022 INTERFACE GRÁFICA NO MATLAB PARA PROCESSAMENTO DIGITAL DE IMAGEM (MANUAL) São Luís, 2018 SUMÁRIO 1. A INTERFACE ................................................................................................ 3 2. TELA INICIAL ................................................................................................. 3 3. LOAD DA IMAGEM ........................................................................................ 4 4. CONVERSÃO DA IMAGEM PARA O NEGATIVO ......................................... 5 5. CONVERSÃO DE RGB PARA ESCALA DE CINZA ...................................... 6 6. AUMENTANDO E DIMINUINDO RESOLUÇÃO DA IMAGEM ....................... 7 7. ROTAÇÃO E TRANSLAÇÃO DA IMAGEM .................................................... 9 8. HISTOGRAMA DA IMAGEM ........................................................................ 11 9. HISTOGRAMA EQUALIZADO ..................................................................... 12 10. TRANSFORMAÇÕES LINEARES.............................................................. 13 10.1 Transformação Linear [g = c*f+b] .......................................................... 13 10.2 Transformação Linear 2 [g = c*log2(f+1)] .............................................. 15 10.3 Transformação Linear 3 [g = c*exp(f+1)] ............................................... 17 11. LIMIARIZAÇÃO .......................................................................................... 19 11.1 Limiarização com valor maior que um limiar ......................................... 19 11.2 Limiarização com valores entre dois limiares ........................................ 20 12. ALARGAMENTO DE CONTRASTES......................................................... 21 12.1 Alargamento de contraste utilizando 2 constantes ................................ 21 12.2 Alargamento de contraste utilizando 3 constantes ................................ 22 13. FATIAMENTO ............................................................................................ 23 14. MÁSCARA .................................................................................................. 25 15. FILTRO GAUSSIANO ................................................................................ 27 16. BOTÃO RESETAR ..................................................................................... 29 1. A INTERFACE A interface gráfica foi criada utilizando a ferramenta GUIDE do Matlab e com ela é possível realizar as seguintes operações nas imagens: 1. Exibição da imagem; 2. Escolher canal da imagem para exibir; 3. Inverter a cor de uma imagem (negativo); 4. Transformar uma imagem colorida em tons de cinza; 5. Mudar a resolução de uma imagem; 6. Exibir o histograma da imagem; 7. Equalizar o histograma e mostrar a imagem resultante; 8. Realizar rotação e translação da imagem; 9. Realizar transformações lineares e não lineares; 10. Limiarização da imagem; 11. Alargamento de contraste da imagem; 12. Fatiamento dos níveis de cinza; 13. Aplicar filtro gaussiano na imagem; 14. Resetar/Limpar as áreas de imagens. 2. TELA INICIAL A tela inicial da interface é dividida em quatro áreas: 1. Área que vai receber a imagem original e mostrar a imagem resultante de alguma operação; 2. Área que mostra os canais RGB da imagem; 3. Área que mostra o histograma equalizado e imagem resultante; 4. Área das operações que podem ser realizadas em uma imagem. Figura 1: Tela Inicial da Interface 3. LOAD DA IMAGEM A cada operação a ser feita em uma imagem, aparecerá uma caixa para escolher a imagem de sua preferência. Figura 2: Carregando a imagem do computador 4. CONVERSÃO DA IMAGEM PARA O NEGATIVO Para realizar a conversão de uma imagem para o negativo vá até a área de Operações e clique em CANAIS e depois na opção Inv Cor e em seguida escolha a imagem para ser realizada a operação. Figura 3: Área de operações Figura 4: Interface mostrando o resultado do negativo A imagem após passar pela modificação será salva em uma pasta em seu computador com o nome NEGATIVODAIMAGEM com a extensão jpeg (.jpg). Figura 5: Imagem em negativo salva no computador 5. CONVERSÃO DE RGB PARA ESCALA DE CINZA Para realizar a conversão de uma imagem de RGB para escala de cinza vá até a área de Operações e clique em CANAIS e depois na opção em Rgb to Gray e em seguida escolha a imagem para ser realizada a operação. Figura 6: Interface mostrando o resultado da conversão A imagem após passar pela modificação será salva em uma pasta em seu computador com o nome RGBTOGRAY com a extensão jpeg (.jpg) Figura 7: Imagem em escala de cinza salva no computador 6. AUMENTANDO E DIMINUINDO RESOLUÇÃO DA IMAGEM Para aumentar a resolução de uma imagem vá até a área de Operações e na área de Resolução clique na opção URESOLUTION e em seguida escolha a imagem para ser realizada a operação. Figura 8: Área de resolução Figura 9: Interface mostrando a imagem com resolução aumentada A imagem após passar pela modificação será salva em uma pasta em seu computador com o nome AUMENTARESOLUÇÃO com a extensão jpeg (.jpg). Figura 10: Imagem salva no computador Para diminuir a resolução de uma imagem vá até a área de Operações e na área de Resolução clique na opção DRESOLUTION e em seguida escolha a imagem para ser realizada a operação. Figura 11: Interface mostrando a imagem com resolução diminuída A imagem após passar pela modificação será salva em uma pasta em seu computador com o nome DIMINUIRESOLUÇÃO com a extensão jpeg (.jpg). Figura 12: Imagens da resolução salvas no computador 7. ROTAÇÃO E TRANSLAÇÃO DA IMAGEM Para realizar a rotação de uma imagem vá até a área de Operações e na área de Rotação e Translação e clique na opção ROTAÇÃO e em seguida escolha a imagem para ser realizada a operação. Figura 13: Área de rotação e translação É possível rotacionar a imagem em até 100 graus, de acordo com a configuração do slider. Figura 14: Interface mostrando a imagem rotacionada em 50 graus A imagem após passar pela modificação será salva em uma pasta em seu computador com o nome ROTAÇÃO com a extensão jpeg (.jpg). Figura 15: Imagem salva no computador Para realizar a translação de uma imagem vá até a área de Operações e na área de Rotação e Translação e clique na opção TRANSLAÇÃO e em seguida escolha a imagem para ser realizada a operação. É possível transladar a imagem em torno do seu eixo x e y até 100 pixels, de acordo com a configuração do slider. Figura 16: Interface mostrando a imagem transladada A imagem após passar pela modificação será salva em uma pasta em seu computador com o nome TRANSLAÇÃO com a extensão jpeg (.jpg). Figura 17: Imagem salva no computador 8. HISTOGRAMA DA IMAGEM Para mostrar o histograma de uma imagem, vá até a área de Operações, depois na área Histograma clique em HISTOGRAMA e em seguida escolha a imagem para ser realizada a operação. Como resultado da operação, a interface mostrará o histograma da imagem escolhida e o histograma dos canais de cores da imagem. Figura 18: Área de Histograma Figura 19: Interfacemostrando o Histograma da imagem e de seus canais 9. HISTOGRAMA EQUALIZADO Para mostrar o histograma equalizado de uma imagem, vá até a área de Operações, depois em Histograma e clique em EQHISTOGRAM, em seguida escolha a imagem para ser realizada a operação. Como resultado da operação, a interface mostrará o histograma equalizado da imagem escolhida, o a imagem equalizada e o histograma equalizado dos canais de cores da imagem. Figura 20: Interface mostrando o histograma equalizado da imagem, de seus canais e a imagem resultante A imagem após passar pela modificação será salva em uma pasta em seu computador com o nome IMGEQUALIZADA com a extensão jpeg (.jpg). Figura 21: Imagem equalizada salva no computador 10. TRANSFORMAÇÕES LINEARES 10.1 Transformação Linear [g = c*f+b] Para realizar a transformação linear [g = c*f+b] em uma imagem, vá até a área de Operações, clique em TRANSFORMAÇÃO LINEAR1 localizado na área de Linear Transform e em seguida escolha a imagem para ser realizada a operação. Após a imagem escolhida ser carregada, você poderá variar os parâmetros c e b da transformação através do elemento slider que foi configurado em ambos as variáveis para ir do valor 0 até 10 e verá a imagem ser modificada junto a seus canais de cores. Abaixo está mostrado a imagem modificada e seus canais para um c = 3 e b =0. Figura 22: Área de transformação linear Figura 23: Interface mostrando a transformação linear da imagem e de seus canais A imagem após passar pela modificação será salva em uma pasta em seu computador com o nome LN1, LN1_RED, LN1_GREEN, LN1_BLUE com a extensão jpeg (.jpg). Figura 24: Imagens salvas no computador Abaixo está mostrado a imagem modificada e seus canais para um c = 5 e b =5. Figura 25: Interface mostrando a transformação linear da imagem e de seus canais Figura 26: Imagens salvas no computador 10.2 Transformação Linear 2 [g = c*log2(f+1)] Para realizar a transformação linear [g = c*log2(f+1)] em uma imagem, vá até a área de Operações, clique em TRANSFORMAÇÃO LINEAR2 localizado na área de Linear Transform e em seguida escolha a imagem para ser realizada a operação. Após a imagem escolhida ser carregada, você poderá variar os parâmetro c da transformação através do elemento slider que foi configurado para ir do valor 0 até 10 e verá a imagem ser modificada junto a seus canais de cores. Abaixo está mostrado a imagem modificada e seus canais para um c = 5. Figura 27: Interface mostrando a transformação linear da imagem e de seus canais A imagem após passar pela modificação será salva em uma pasta em seu computador com o nome LN2, LN2_RED, LN2_GREEN, LN2_BLUE com a extensão jpeg (.jpg). Figura 28: Imagens salvas no computador Abaixo está mostrado a imagem modificada e seus canais para um c = 10. Figura 29: Interface mostrando a transformação linear da imagem e de seus canais Figura 30: Imagens salvas no computador 10.3 Transformação Linear 3 [g = c*exp(f+1)] Para realizar a transformação linear [g = c*exp(f+1)] em uma imagem, vá até a área de Operações clique em TRANSFORMAÇÃO LINEAR3 localizado na área de Linear Transform e em seguida escolha a imagem para ser realizada a operação. Após a imagem escolhida ser carregada, você poderá variar os parâmetro c da transformação através do elemento slider que foi configurado para ir do valor 0 até 10 e verá a imagem ser modificada junto a seus canais de cores. Abaixo está mostrado a imagem modificada e seus canais para um c = 5. Figura 31: Interface mostrando a transformação linear da imagem e de seus canais A imagem após passar pela modificação será salva em uma pasta em seu computador com o nome LN3, LN3_RED, LN3_GREEN, LN3_BLUE com a extensão jpeg (.jpg). Figura 32: Imagens salvas no computador Abaixo está mostrado a imagem modificada e seus canais para um c = 8. Figura 33: Interface mostrando a transformação linear da imagem e de seus canais Figura 34: Imagens salvas no computador 11. LIMIARIZAÇÃO 11.1 Limiarização com valor maior que um limiar Para realizar a limiarização com valor maior que um limiar em uma imagem, vá até a área de Operações, clique em LIMIARIZAÇÃO1 localizado na área de Transformações e em seguida escolha a imagem para ser realizada a operação. Como resultado da operação, a interface mostrará a limiarização da imagem escolhida e o limiarização dos canais de cores da imagem. Figura 35: Área de transformações Figura 36: Interface mostrando a limizarização da imagem e de seus canais A imagem após passar pela modificação será salva em uma pasta em seu computador com o nome LIMIAR1, LIMIAR1_RED, LIMIAR1_GREEN, LIMIAR1_BLUE com a extensão jpeg (.jpg). Figura 37: Resultados da limizarização salvos no computador 11.2 Limiarização com valores entre dois limiares Para realizar a limiarização com valores entre dois limiares em uma imagem, vá até a área de Operações, clique em LIMIARIZAÇÃO2 localizado na área de Transformações e em seguida escolha a imagem para ser realizada a operação. Como resultado da operação, a interface mostrará a limiarização da imagem escolhida e o limiarização dos canais de cores da imagem. Figura 38: Interface mostrando a limizarização da imagem e de seus canais A imagem após passar pela modificação será salva em uma pasta em seu computador com o nome LIMIAR2, LIMIAR2_RED, LIMIAR2_GREEN, LIMIAR2_BLUE com a extensão jpeg (.jpg). Figura 39: Resultados da limizarização salvos no computador 12. ALARGAMENTO DE CONTRASTES 12.1 Alargamento de contraste utilizando 2 constantes Para realizar o alargamento com duas constantes em uma imagem, vá até a área de Operações, clique em ALARGAMENTO1 localizado na área de Transformações e em seguida escolha a imagem para ser realizada a operação. Como resultado da operação, a interface mostrará o alargamento do contraste da imagem escolhida e dos canais de cores da imagem. Figura 40: Área de transformações Figura 41: Interface mostrando o alargamento da imagem e de seus canais A imagem após passar pela modificação será salva em uma pasta em seu computador com o nome ALARGAMENTO1, ALARGAMENTO1_RED, ALARGAMENTO1_GREEN, ALARGAMENTO1_BLUE com a extensão jpeg (.jpg). Figura 42: Resultados do alargamento 12.2 Alargamento de contraste utilizando 3 constantes Para realizar o alargamento com três constantes em uma imagem, vá até a área de Operações, clique em ALARGAMENTO2 localizado na área de Transformações e em seguida escolha a imagem para ser realizada a operação. Como resultado da operação, a interface mostrará o alargamento do contraste da imagem escolhida e dos canais de cores da imagem. Figura 43: Área de transformações Figura 44: Interface mostrando o alargamento da imagem e de seus canais A imagem após passar pela modificação será salva em uma pasta em seu computador com o nome ALARGAMENTO2, ALARGAMENTO2_RED, ALARGAMENTO2_GREEN, ALARGAMENTO2_BLUE com a extensão jpeg (.jpg). Figura 45: Resultado do alargamento salvos no computador 13. FATIAMENTO Para realizar o alargamento com três constantes em uma imagem, vá até a área de Operações, clique em FATIAMENTO localizado na área de Transformações e em seguida escolha a imagem para ser realizada a operação. Como resultado da operação, a interface mostrará o fatiamento da imagem escolhida e dos canais de cores da imagem. Figura 46: Área de transformações Figura 47:Interface mostrando o fatiamento da imagem e de seus canais A imagem após passar pela modificação será salva em uma pasta em seu computador com o nome FATIAMENTO, FATIAMENTO_RED, FATIAMENTO _GREEN, FATIAMENTO_BLUE com a extensão jpeg (.jpg). Figura 48: Resultados do fatiamento salvos no computador 14. MÁSCARA Para utilizar uma máscara 3x3 em uma imagem, vá até a área de Operações, clique em 3x3 localizado na área de Máscara e Filtro e em seguida irá aparecer a janela para escolher a imagem, porém esta deve ser fechada para pode colocar o valor da matriz e da constante que a multiplicará. Figura 49: Área da máscara 3x3 Após adicionar os valores clique novamente em 3x3 e escolha a imagem a ser realizada a operação. Como resultado da operação, a interface mostrará o a utilização da máscara 3x3 da imagem escolhida. Figura 50: Interface mostrando o resultado do uso de uma máscara 3x3 A imagem após passar pela modificação será salva em uma pasta em seu computador com o nome MASCARA_3x3 com a extensão jpeg (.jpg). Figura 51: Resultado salvo no computador Para utilizar uma máscara 5x5 em uma imagem, vá até a área de Operações, clique em 5x5 localizado na área de Máscara e Filtro e em seguida irá aparecer a janela para escolher a imagem, porém esta deve ser fechada para pode colocar o valor da matriz e da constante que a multiplicará. Figura 52: Área da máscara 5x5 Após adicionar os valores clique novamente em 5x5 e escolha a imagem a ser realizada a operação. Como resultado da operação, a interface mostrará o a utilização da máscara 5x5 da imagem escolhida. Figura 53: Interface mostrando o resultado do uso de uma máscara 5x5 A imagem após passar pela modificação será salva em uma pasta em seu computador com o nome MASCARA_5x5 com a extensão jpeg (.jpg). Figura 54: Resultados salvos no computador Ainda é possível limpar a área da matriz e do escalar clicando em Resetar localizado na área de Máscara e Filtro e caso esteja na matriz 3x3 e queira voltar a 5x5 é só clicar em Início. 15. FILTRO GAUSSIANO Para utilizar o filtro passa baixa gaussiano para dar uma suavização em uma imagem, vá até a área de Operações, clique em GAUSSIANO localizado na área de Máscara e Filtro e em seguida escolha a imagem para ser realizada a operação. Depois de carregada a imagem é possível variar até o sigma.Como resultado da operação, a interface mostrará a imagem após o filtro. Figura 55: Área de Máscara e Filtro Figura 56: Interface mostrando o resultado do uso do filtro gaussiano em uma imagem A imagem após passar pela modificação será salva em uma pasta em seu computador com o nome GAUSSIANO com a extensão jpeg (.jpg). Figura 57: Resultado do uso do filtro gaussiano salvo no computador 16. BOTÃO RESETAR Serve para limpar todas as áreas de imagem da interface. Figura 58: Botão resetar localizado no canto inferior direito da interface 1. A INTERFACE 2. TELA INICIAL 3. LOAD DA IMAGEM 4. CONVERSÃO DA IMAGEM PARA O NEGATIVO 5. CONVERSÃO DE RGB PARA ESCALA DE CINZA 6. AUMENTANDO E DIMINUINDO RESOLUÇÃO DA IMAGEM 7. ROTAÇÃO E TRANSLAÇÃO DA IMAGEM 8. HISTOGRAMA DA IMAGEM 9. HISTOGRAMA EQUALIZADO 10. TRANSFORMAÇÕES LINEARES 10.1 Transformação Linear [g = c*f+b] 10.2 Transformação Linear 2 [g = c*log2(f+1)] 10.3 Transformação Linear 3 [g = c*exp(f+1)] 11. LIMIARIZAÇÃO 11.1 Limiarização com valor maior que um limiar 11.2 Limiarização com valores entre dois limiares 12. ALARGAMENTO DE CONTRASTES 12.1 Alargamento de contraste utilizando 2 constantes 12.2 Alargamento de contraste utilizando 3 constantes 13. FATIAMENTO 14. MÁSCARA 15. FILTRO GAUSSIANO 16. BOTÃO RESETAR
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