rangeldscufcgedubr rangeldequeirozyahoocombr Prof de Queiroz Jos Eustquio Rangel

rangel@dscufcgedubr/ rangeldequeiroz@yahoocombr ° Prof: de Queiroz José Eustáquio Rangel Carga Horária: 60 horas UNIVERSIDADE FEDERAL DE DE CAMPINA GRANDE – – UFCG Av Av Aprígio Veloso, S/N – – Bodocongó – – CEP: 58109 -190 – – Campina Grande – – PB PB www. ufcg. edu. br/ – – Fones: (0 xx 83) 310 1467/1192 – – Fax: (0 xx 83) 310 1273 DSC/CCT/UFCG

Roteir o DSC/CCT/UFCG rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br 3 Representação de Imagens 3. 1 3. 2 3. 3 3. 4 3. 5 3. 6 Motivação Imagem Colorida e P&B Resolução Espacial Resolução Radiométrica Processamento de Imagens Coloridas Luz e Cor Espaços Cromáticos 2

Motivaçã o DSC/CCT/UFCG ° Uso de Cor rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Simplificação da Identificação extração de objetos de uma cena e ± Análise visual (manual) de imagens ² Discernimento de milhares de nuances e intensidades de cores pelo sistema visual humano-cérebro ² Limitação da capacidade humana de discernimento de tons de cinza (cerca de apenas duas dúzias) http: //webexhibits. org/colorart/color. html 3

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem I rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ° Imagem Colorida I – Composição RGB r(x, y) f(x, y) = g(x, y) b(x, y) 4

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem II ° Imagem Colorida II – RGB composta e rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br componentes separadas http: //sipi. usc. edu/database 5

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem III ° Imagem Colorida III – RGB composta e cada componente nas 3 entradas rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br nas entradas R, G e B http: //sipi. usc. edu/database 6

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem IV rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ° Resolução Espacial I - Imagem Colorida 512 32 128 1024 256 64 7

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem V rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ° Resolução Espacial II - Imagem P&B 512 32 128 1024 256 64 8

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem VI rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ° Resolução Espacial III - Imagem Binária 512 32 64 128 1024 256 9

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem VII ° Resolução Espacial IV - Imagem Binária com rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br Dithering 512 32 64 128 1024 256 10

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem VIII ° Redução da Resolução Espacial I rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br FONTE: (Gonzalez & Woods, 2002) 11

Representação da Imagem IX DSC/CCT/UFCG rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ° Redução da Resolução Espacial II 512 256 128 64 32 16 12

Representação da Imagem X DSC/CCT/UFCG ° Resolução Radiométrica I rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br Raio X do crânio convertido em uma imagem digital de 452 x 374 pixels com resolução radiométrica de 256, 128, 64 e 32 níveis de cinza. 256 128 64 32 FONTE: (Gonzalez & Woods, 2002) 13

Representação da Imagem XI DSC/CCT/UFCG ° Resolução Radiométrica II rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br Raio X do crânio convertido em uma imagem digital de 452 x 374 pixels com resolução radiométrica de 16, 8, 4 e 2 níveis de cinza. 16 8 4 2 FONTE: (Gonzalez & Woods, 2002) 14

Representação da Imagem XII DSC/CCT/UFCG ° Processamento de Imagens Coloridas ± Coloração real (Full color) rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ² Uso de imagens tipicamente adquiridas a partir de sistemas de imageamento em cores (full color) ³ Câmara de TV, fotográfica digital scanner, câmara ± Pseudocoloração (Pseudocolor) ² Atribuição de cores a faixas intensidades monocromáticas de 15

Representação da Imagem XIII DSC/CCT/UFCG ° Espectro Eletromagnético - Luz Visível I Espectro Eletromagnético Ultravioleta Raios X Infravermelho Radar rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br Gama -12 10 -8 -4 10 10 Ondas Curtas AC FM TV AM (Eletricidade) 1 4 10 500 600 8 (m) Luz Visível 400 10 700 (nm) http: //www. phy 6. org/stargaze/Sun 4 spec. htm http: //www. woodfinishsupply. com/Color. Theory. html 16

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem XIV rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ° Espectro Eletromagnético - Luz Visível II Decomposição da luz branca em um prisma triangular Carta de Cores (Boutet, séc. XVIII) 17

Representação da Imagem XV DSC/CCT/UFCG ± Função P( ) que define a potência de cada componente da luz emitida por uma fonte luminosa P( ) Potência Relativa rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ° Distribuição Espectral de Potência (SPD ) 1 0, 5 0 400 500 600 700 Comprimento de Onda 18

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem XVI ° Exemplos de SPD rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br 6500 K (CIE Illuminant D 65) 2854 K (CIE Fonte A) Luz do Dia Média Fluorescente Normal Comprimento de Onda (nm) 19

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem XVII ° Metamerismo rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Estímulos luminosos com mesma aparência visual e diferentes SPD 20

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem XVIII ° Conclusões Históricas rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Thomas Young (1773 -1829) 21

Representação da Imagem XIX DSC/CCT/UFCG ° Luz e Cor I ± Cor rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ² Resultado da percepção da luz incidente na retina pelo sistema visual-cérebro na região visível do espectro eletromagnético (400 ~ 700 nm) ± Caracterização da luz ² Acromática (sem Monocromática ³ cor) ou Caracterização pela intensidade Mensuração escalar a partir do nível de cinza (variação do preto ao branco) http: //iul. cs. byu. edu/450/F 98/lectures/lect 36/color. pdf 22

Representação da Imagem XX DSC/CCT/UFCG ° Luz e Cor II ± Caracterização da luz rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ² Cromática ³ Caracterização por 3 atributos Radiância, brilho e luminância ± Atributos da Luz Cromática ² Radiância ³ Quantidade total de energia emitida pela fonte luminosa (em Watts) ³ Potência física da fonte luminosa ³ Expressa a partir de uma SPD 23

Representação da Imagem XXI DSC/CCT/UFCG ° Luz e Cor III ± Atributos da Luz Cromática rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ² Brilho ³ Noção cromática de intensidade aplicada à descrição da sensação de cor ³ Associado à sensação visual segundo a qual uma superfície parece emitir mais ou menos luz ³ Exemplo Embora a luz emitida por uma fonte na região do FIR (far infrared) esteja associada a uma energia significativa (radiância), sua luminância será praticamente nula 24

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem XXII ° Luz e Cor IV ± Atributos da Luz Cromática rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ² Luminância ³ Medida da quantidade de energia percebida por um observador (em lúmens) ³ Versão mais tratável do brilho, definida em função da potência radiante ponderada por uma função da sensibilidade espectral característica da visão humana ³ Pico da eficiência luminosa 555 nm 25

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem XXIII ° Luz e Cor V ± Percepção Artística da Cor I rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ² Fundamentação na fusão de branco e preto às cores puras ³ Tinta ³ Sombra Cor pura + Preto ³ Tom Cor pura + Branco Cor pura + Preto + Branco 26

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem XXIV ° Luz e Cor VI ± Percepção Artística da Cor II Branco BRILHO rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br SATURAÇÃO Tons de Cinza Tintas Cor Pura Tons Sombras Preto 27

Representação da Imagem XXV DSC/CCT/UFCG ° Luz e Cor V rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Características para a Discriminação da Cor ² Matiz (Hue) ³ ² Cor dominante conforme percepção do observador Saturação (Saturation) Pureza relativa da cor ³ Cores puras Saturação de 100% ³ SATURAÇÃO 28

Representação da Imagem XXVI DSC/CCT/UFCG ° Luz e Cor V ² Matiz (Hue) ³ Cor dominante conforme percepção do observador Energia P( ) Saturação rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Características para a Discriminação da Cor Comprimento de Onda Dominante e 2 Brilho = área sob a curva e 1 400 nm Índigo Matiz 700 nm Vermelho 29

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem XXVII ° Luz e Cor V rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Características para a Discriminação da Cor ² Brilho ³ Noção cromática de intensidade ³ Terminologia § § Objetos emissores de luz Brilho Objetos refletores de luz Luminosidade Luminância (quantidade de luz) 30

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem XXVIII ° Luz e Cor V rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Características para a Discriminação da Cor ² Cromaticidade ³ ³ Combinação de matiz e saturação Possibilidade de expressão de uma cor em função desta característica e do brilho 31

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem XXIX ° Luz e Cor V rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Características para a Discriminação da Cor ² Valores Triestímulo I ³ Componentes de uma cor, requeridas para a excitação dos 3 tipos de cones existentes no olho humano ³ Uso de funções espectrais ponderadas ³ Fundamentação nas curvas/funções padronizadas pela CIE (Commission I nternationale de l’É clairage) 32

Representação da Imagem XXX DSC/CCT/UFCG ° Luz e Cor V rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Características para a Discriminação da Cor ² Valores Triestímulo II ³ Especificação da transformação da DSP de cada cor a partir de 3 números ³ Caracterização de uma cor a partir da quantidade presente de vermelho, verde e azul ³ Denotados por X, Y e Z 33

Representação da Imagem XXXI DSC/CCT/UFCG rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ° Espaços Cromáticos 3 D ± Três tipos de cones Sugestão da definição de cor como uma quantidade 3 D ² Problema: Como cromático 3 D? Espaços Cúbicos Espaços Polares G B Brilho definir o espaço Espaços Oponentes Matiz Preto-Branco R R-G B-Y 34

Representação da Imagem XXXII DSC/CCT/UFCG rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ° Espaços Cromáticos Lineares ± Cores em espaços cromáticos 3 D Descrição combinações lineares de 3 cores básicas, denominadas primárias + Cor A + Cor B = Cor C (A, B, C) 35

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem XXXIII ° Modelo CIE I rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Definição pela CIE (Commission Internationale de l’Éclairage) em 1931 ± Fundamentação nas curvas de resposta do olho humano pelos 3 receptores cromáticos ± Uso de cores primárias imaginárias ² ² Inexistência física das componentes X, Y e. Z Seleção das componentes X, Y e Z de modo a representar TODAS as cores percebidas pelo olho humano 36

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem XXXIV ° Modelo CIE II ± Necessidade de um padrão rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ² Diferenças apresentadas no RGB de um dispositivo para outro Dependência de dispositivo 37

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem XXXV ° Modelo CIE III Triestímulo RGB Cor de Teste rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Experimento da CIE para a concepção do Diagrama de Cromaticidade 38

Representação da Imagem XXXVI DSC/CCT/UFCG ° Modelo CIE IV ± Resultado do Experimento da CIE Intensidade rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ² Três fontes de luz ³ R = 700 nm , G = 546, 1 nm, B = 435, 8 nm r( ) b( ) 0, 3 g( ) C = r( ) + g( ) + b( ) 0, 1 0 -0, 1 400 500 600 700 (nm) 39

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem XXXVII ° Modelo CIE VI rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Representação das cores a partir de 3 funções primárias padronizadas ² X (vermelho), Y (verde) e Z (azul) ² Definição de TODAS as cores visíveis ² Uso de coeficientes apenas positivos ² ² ² Correspondência da componente Y percepção da luminância pela retina à Associação das componentes X e Y à cromaticidade Uso típico de valores normalizados x, y e z (X + Y + Z = 1 ) 40

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem XXXVIII ° Modelo CIE V ± Espaço Cromático da CIE I 1, 5 Intensidade rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br z( ) y( ) 1, 0 x( ) 0, 5 0 400 500 600 700 (nm) 41

Representação da Imagem XXXIX DSC/CCT/UFCG ° Modelo CIE VII ± Espaço Cromático da CIE II Y rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br Y X Z X 42

Representação da Imagem XL DSC/CCT/UFCG ° Modelo CIE VIII rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Fontes de Iluminação e Corpos Negros Padronizados pela CIE ² Luz de tungstênio (A) 2500 ² Por de Sol 4800 ² Luz do dia típica (D 65) 6500 ² Céu azul 10 K 43

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem XLI ° Modelo CIE IX rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Representação Gráfica x = X/(X + Y + Z) y = Y/(X + Y + Z) z = Z/(X + Y + Z) x+y+z=1 z = 1 – (x + y) 44

Representação da Imagem XLII DSC/CCT/UFCG ° Modelo CIE X ± Exemplos rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br OURO: x = 0, 54 y = 0, 46 z = 1 – (x + y) = 1– 1=0 0, 55 COR 1 0, 46 COR 1: x = 0, 32 y = 0, 55 z = 1 – (x + y) = 1 – 0, 87 = 0, 13 0, 32 0, 54 45

Representação da Imagem XLIII DSC/CCT/UFCG ° Modelo CIE XI ± Gamut rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ² Faixa de cores passível de reprodução por umdeterminado dispositivo Filmes fotográficos Irregularidade devida à combinação de processos subtrativo e aditivo utilizada na impressão em cores 46

Representação da Imagem XLIV DSC/CCT/UFCG ° Modelo CIE XII rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Determinação do comprimento de onda dominante de uma cor ² Traçado de uma linha interceptando simultaneamente o ponto de interesse, o ponto de igual energia e perímetro fechado do diagrama de cromaticidade ² Leitura do valor do comprimento de onda dominante da cor de interesse na escala do perímetro do diagrama 47

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem XLV ° Modelo CIE XIII ± Exemplo rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ² Cor A: Comprimento de onda dominante: B Grau de saturação: AB/CB B B A C 48

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem XLVI ° Modelo Cromático RGB I ± Modelo cúbico Cubo unitário rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Profundidade do Pixel ² Número de bits empregado na representação de cada pixel no espaço do modelo ³ ² Profundidade de 24 -bits Cada pixel representado por 8 bits Composição da imagem Aquisição de planos de cor individuais 49

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem XLVII ° Modelo Cromático RGB II ± Secundárias Amarelo Ciano, rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br Branco Magenta e G (0, 1, 0) Preto (0, 1, 1) (0, 0, 0) B (0, 0, 1) (1, 1, 0) (1, 1, 1) (1, 0, 0) R (1, 0, 1) 50

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem XLVIII ° Modelo Cromático RGB III rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br Branco Preto Cubo RGB aberto http: //www. stormloader. com/seadove/ 51

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem XLIX ° Representação de imagens em RGB rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± 3 matrizes de pixels representando dados nos canais do visualizador ² 1 Byte/canal ² 3 Bytes/pixel ² Requisito para a representação RGB de uma imagem de 1024 x 1024 pixels ³ 1024 x 3 B = 3145728 B 52

Representação da Imagem L DSC/CCT/UFCG ° Exemplo de Composição RGB B 111 120 126 183 117 42 133 136 199 216 40 rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br 145 135 156 221 234 250 G 100 27 30 61 0 2 154 59 112 103 0 34 0 12 36 136 50 81 108 123 35 36 210 18 111 54 10 255 225 134 195 139 127 23 R 112 66 255 253 247 55 0 0 10 187 218 192 128 126 200 47 12 0 111 0 17 217 36 210 36 72 157 17 126 17 111 200 14 200 36 12 126 17 126 230 247 55 63 76 205 72 106 0 17 111 100 R GB 131 135 220 203 235 212 36 10 53

Representação da Imagem LI DSC/CCT/UFCG ° Modelo Cromático RGB IV rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Exemplo de geração de uma imagem RGB a partir de planos individuais Canhões Eletrônicos B G Triângulo Ampliado de Pontos de Fósforo R Máscara Tela do Monitor 54

Representação da Imagem LII DSC/CCT/UFCG ° Modelo Cromático RGB V rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Limitação de diversos aplicações a 256 cores I sistemas e ² Redução do espaço cromático possível (224 cores, no espaço de 24 bits) ² Safe colors ³ Possibilidade de reprodução em uma grande variedade de dispositivos ³ Reprodução confiável e razoavelmente independente dos recursos de hardware disponíveis 55

Representação da Imagem LIII DSC/CCT/UFCG ° Modelo Cromático RGB VI rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Limitação de diversos aplicações a 256 cores II ² sistemas e Safe RGBcolors ou Safe Browser colors ³ Gama de cores passíveis de reprodução confiável em vários sistemas (28 = 256) ³ Possibilidade de processamento de 40 das cores por diferentes SO ³ Diversidade de cores comuns à maioria dos sistemas (63 = 216) 56

Representação da Imagem LIV DSC/CCT/UFCG ° Modelo Cromático RGB VII rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Limitação de diversos sistemas aplicações a 256 cores III ² e Valores das Safe RGBcolors ³ Formação a partir de 6 valores possíveis de cada componente Sistema de Numeração Hexa Decimal ³ Equivalentes de Cores 00 33 66 99 CC FF 0 51 102 153 204 255 Incremento sucessivo de 51 (0 x 33) a cada cor envolvida no processo 57

Representação da Imagem LV DSC/CCT/UFCG ° Modelo Cromático RGB VIII rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br Concepção animada do cubo RGB discreto Concepção animada do dithering de cores do cubo RGB FONTE: (Gonzalez & Woods, 2002) ± Cubo e Paleta Safe RGBcolors 58

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem LVI ° Modelos Cromáticos RGB IX rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Conversão do RGB para o XYZ X 0, 412453 Y = 0, 212671 0, 019334 Z 0, 357580 0, 715160 0, 119193 0, 180423 0, 072169 0, 950227 R G B ± Conversão do XYZ para o RGB R 3, 240479 G = -0, 969256 0, 055648 B -1, 537150 1, 875992 -0, 204043 -0, 498535 0, 041556 1, 057311 X Y Z 59

Representação da Imagem LVII DSC/CCT/UFCG ° Modelos Cromáticos CMY e CMYK I ± Secundárias Vermelho, Verde e Azul rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br Preto M (0, 1, 0) (1, 1, 0) Branco (0, 1, 1) (0, 0, 0) Y (0, 0, 1) (1, 1, 1) (1, 0, 0) C (1, 0, 1) 60

Representação da Imagem LVIII DSC/CCT/UFCG ° Modelos Cromáticos CMY e CMYK II rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Processo Subtrativo de Formação de Cores I Luz Branca Absorção da Componente Vermelha B G R Absorção da Componente Verde B G Absorção de TODAS as componentes PRETO R Absorção da Componente Azul B G R 61

Representação da Imagem LIX DSC/CCT/UFCG ° Modelos Cromáticos CMY e CMYK II ± Processo Subtrativo de Formação de Cores II rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ² ² ² Uso de 3 tintas para a formação do PRETO é mais caro do que o uso da tinta preta C + M + Y ≠ PRETO ao invés de C + M + Y confere mais contraste às zonas de sombra 50 K + 50 C 0 M 20 Y > 100 50 70 C M Y 62

Representação da Imagem LX DSC/CCT/UFCG ° Modelos Cromáticos CMY e CMYK III ± Conversão do RGB para o CMY e viceversa rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br C 1 R R 1 C M = 1 - G G = 1 - M Y B 1 B CMYK 1 CMY Y 63

rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem LXI C M Y K CMYK ° Decomposição CMYK - Exemplo 64

Representação da Imagem LXII DSC/CCT/UFCG ° Sistema Cromático de Munsell I ± Uso de passos iguais de percepção visual na variação do Matiz, Valor e Croma rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ² Matiz R, Y, GY, G, B, PB, P e RP (cada um subdividido em 10) ² Valor 0 ~ 10 (preto ~ branco puro) ² Croma 0 ~ 20 (neutro ~ saturado) ± Uso extensivo em processos classificação cromática de solos de http: //www. sscnet. ucla. edu/clic/cgoodwin/96 col_class. pdf http: //www. geog. plym. ac. uk/labskills/colourpg. htm 65

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem LXIII ° Sistema Cromático de Munsell II Modelo 3 D do Sistema de Munsell Disco de Munsell Croma Valor rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br Matiz Valor Croma Excertos da Carta de Cores de Munsell 66

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem LXIV ° Modelo Cromático HSV I rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± HSV (H ue S aturation V alue) ± Uso comum em aplicações de computação gráfica ± Seleção de cores por um usuário para aplicação a elementos gráficos ² Uso do disco de cores HSV Escala de Saturação Escala de Brilho 67

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem LXV ° Modelo Cromático HSV II rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± HSV (H ue S aturation V alue) ou HSB (H ue S aturation B rightness) ± Disco de Cores ² Matiz Região circular ² Saturação e Valor Região triangular separada (Triângulo retângulo) ³ Saturação Eixo horizontal do triângulo ú Valor Eixo vertical do triângulo 68

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem LXVI ° Modelo Cromático HSV III rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Método cônico (ou hexacônico) de visualização Uso de uma formação cônica (ou hexacônica) do disco de cores ² Saturação Distância do centro de uma seção circular do cone ² Valor Distância da ponta do cone ao ponto de interesse, sobre o eixo vertical 69

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem LXVII ° Modelo Cromático HSV IV rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Visões cônica e hexacônica 120° Verde 180° Ciano 240° Azul V 60° Amarelo H 1. 0 Branco 0° Vermelho S 300° Magenta 0. 0 Preto 70

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem LXVIII ° Modelo Cromático HSV V rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Método cilíndrico de visualização ² Modelo matematicamente mais acurado do espaço cromático HSV ² Limitações de caráter prático ³ Decréscimo do número de níveis de saturação e matizes visualmente distinguíveis à medida que o valor tende para 0 (Preto) ³ Limitação da faixa de precisão no processo típico de armazenamento de valores RGB em sistemas computacionais 71

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem LXIX ° Modelo Cromático HSV VI ± Método cilíndrico (ou hexacilíndrico) de visualização rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br 120° Verde 180° Ciano V 60° Amarelo H 1. 0 Branco 240° Azul 0° Vermelho S 300° Magenta 0. 0 Preto 72

Representação da Imagem LXX DSC/CCT/UFCG ° Modelo Cromático HSV VII ± Tintas Adição de pigmento BRANCO rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ² Redução de S com V constante ± Sombras Adição de pigmento PRETO ² Redução de V com S constante ± Tons Redução de S e V ± Exemplo ² VERMELHO (Puro) H=0 S=1 V=1 0° Vermelho 73

Representação da Imagem LXXI DSC/CCT/UFCG ° Modelo Cromático HSV VIII ± Conversão do RGB para o HSV I rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ² Seja max e min iguais ao máximo e mínimo dos valores RGB (variantes entre 0, 0 e 1, 0) [0 + (G – B)/(max – min)]. 60, se R = max H= [2 + (B – R)/(max – min)]. 60, se G = max [4 + (R – G)/(max – min)]. 60, se B = max S = (max - min)/max V = max 74

Representação da Imagem LXXII DSC/CCT/UFCG ° Modelo Cromático HSV IX ± Conversão do RGB para o HSV II rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ² V H Valores resultantes Formato (H, S, V) ³ Variação de H entre 0, 0 e 360, 0 (variação angular em torno do disco cromático) ³ Variação de S e V entre 0, 0 e 1, 0 ú 0, 0 menor quantidade de saturação ou de valor ú S 1, 0 maior quantidade de saturação ou de valor 75

Representação da Imagem LXXIII DSC/CCT/UFCG ° Modelo Cromático HSV X ± Conversão do RGB para o HSV III rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ² Considerações sobre os resultados I ³ V H Se min = max S = 0, 0 ú Indefinição de H S = 0, 0 Cor situada ao longo da linha central de tons de cinza, de modo que não há saturação, o que torna a coordenada angular sem sentido! sentido S 76

Representação da Imagem LXXIV DSC/CCT/UFCG ° Modelo Cromático HSV XI ± Conversão do RGB para o HSV IV rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ² Considerações sobre os resultados II ³ V H Se max = 0, 0 V = 0, 0 ú Indefinição de S V = 0, 0 Cor é BRANCO PURO, PURO de modo S que não há saturação nem matiz, o que reduz o diagrama cônico a um único ponto, tornando as coordenadas ângulo e raio sem sentido! sentido 77

Representação da Imagem LXXV DSC/CCT/UFCG ° Modelo Cromático HSV XII ± Conversão do RGB para o HSV V rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ² Considerações sobre os resultados III ³ Uso do modelo cilíndrico ú Alteração apenas na expressão de S [0 + (G – B)/(max – min)]. 60, se R = max H= [2 + (B – R)/(max – min)]. 60, se G = max [4 + (R – G)/(max – min)]. 60, se B = max S = max - min V = max 78

Representação da Imagem LXXVI DSC/CCT/UFCG ° Modelo Cromático HSV XIII ± Conversão do HSV para o RGB I rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ² Seja uma cor dada em valores (H, S, V), com H variante entre 0, 0 e 360, 0 e S e V variantes entre 0, 0 e 1, 0 ³ V H Se S = 0, 0 Cor resultante acromática ou cinza ú R = G = B = V (H é irrelevante neste caso) S 79

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem LXXVII ° Modelo Cromático HSV XIV ± Conversão do HSV para o RGB II rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ² Seja uma cor dada em valores (H, S, V), com H variante entre 0, 0 e 360, 0 e S e V variantes entre 0, 0 e 1, 0 ³ Se S ≠ 0, 0 e Hi = H/60 V R= , se Hi = 0, 5 V [1 – (H - 60) S/60] , se Hi = 1 V(1 – S) , se Hi = 2, 3 V [1 + (H + 180) S/60] , se Hi = 4. . 80

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem LXXVIII ° Modelo Cromático HSV XV ± Conversão do HSV para o RGB III rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ² Seja uma cor dada em valores (H, S, V), com H variante entre 0, 0 e 360, 0 e S e V variantes entre 0, 0 e 1, 0 ³ Se S ≠ 0, 0 e Hi = H/60 V [1 + (H + 180) S/60] , se Hi = 0. G= V V [1 – (H - 60) S/60] V(1 – S). , se Hi = 1, 2 , se Hi = 3 , se Hi = 4, 5 81

Representação da Imagem LXXIX DSC/CCT/UFCG ° Modelo Cromático HSV XVI ± Conversão do HSV para o RGB IV rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ² Seja uma cor dada em valores (H, S, V), com H variante entre 0, 0 e 360, 0 e S e V variantes entre 0, 0 e 1, 0 ³ Se S ≠ 0, 0 e Hi = H/60 V(1 – S) B= , se Hi = 0, 1 V [1 + (H + 180) S/60] , se Hi = 2 V , se Hi = 3, 4 V [1 – (H - 60) S/60] , se Hi = 5. . http: //ise. stanford. edu/class/psych 221/projects/02/sojeong/ 82

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem LXXX rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ° Decomposição HSV - Exemplo H S HSV V 83

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem LXXXI ° Modelo Cromático HLS (HSI ) I ± HLS (H ue L ightness S aturation) rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± HSI (H ue S aturation I ntensity) 84

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem LXXXII ° Modelo Cromático HLS II rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Confrontação com o HSV I ² Início da representação angular da saturação em AZUL, não em VERMELHO ² Estruturação em dois cones invertidos e justapostos, com a luminosidade (L) variando entre 0, 0 (PRETO) e 1, 0 (BRANCO) ² Expressão diferente de L (Luminosidade) e S (Saturação) com relação a V (Valor) e S (Saturação) do modelo HSV 85

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem LXXXIII ° Modelo Cromático HLS III rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Confrontação com o HSV II ² Melhor expressão, apesar da similaridade com o HSV, da noção intuitiva de “saturação” e “luminosidade” como parâmetros independentes Maior aplicabilidade em concepções artísticas ² Apesar da definição comum da componente matiz, a saturação e a luminosidade são expressas diferentemente da saturação e do valor do modelo HSV 86

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem LXXXIV ° Modelo Cromático HLS IV ± Confrontação com o HSV III rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ² Implementação, em software, de modelos cromáticos baseados em matiz (HSV ou HLS) sob a forma de atributo linear ou circular, representado em uma superfície 2 D (usualmente um quadrado ou um triângulo) ³ Seleção da saturação e do valor/luminosidade em função do matiz pré-selecionado ³ Irrelevância da diferença entre HSV ou ³ Uso mais comum do modelo HSV HLS 87

Representação da Imagem LXXXV DSC/CCT/UFCG ° Modelo Cromático HLS V rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Conversão do RGB do HLS I 120° Verde 180° Ciano 240° Azul V 60° Amarelo H 1. 0 Branco 0° Vermelho S 300° Magenta 0. 0 Preto 88

Representação da Imagem LXXXVI DSC/CCT/UFCG ° Modelo Cromático HLS VI ± Conversão do RGB do HLS II rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br [0 + (R – G)/(max – min)]. 60, se B = max H= [2 + (G – B)/(max – min)]. 60, se R = max [4 + (B – R)/(max – min)]. 60, se G = max L = (max + min)/2 S = max - min 89

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem LXXXVII ° Modelo Cromático HLS VII rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Conversão do RGB para o HLS III q, se B ≤ G H= 360 - q, se B > G ½[(R – G) + (R - B)] -1 q = cos ½ 2 [(R – G) + (R - B)(G – B)] S = 1 – [3/(R + G + B)][min(R, G, B)] V = 1/3 (R + G + B) 90

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem LXXXVIII ° Modelo Cromático HLS VIII rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Conversão do RGB para o HLS q, se B ≤ G H= 360 - q, se B > G ½ [ (R – G) + (R B) ] q = cos-1 [(R – G)2 + (R - B)(G – B)]½ S = 1 – [3/(R + G + B)][min(R, G, B)] L = (R + G + B)/3 91

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem LXXXIX ° Modelo Cromático HLS IX rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Conversão do RGB para (Gonzalez & Woods, 2002) ² o HLS I’ Setor RG do espaço HLS (0° ≤ H < 120°) B = L(1 – S) 1 + Scos. H R=L cos (60 – H) G = 3 L – (R + B) 92

Representação da Imagem XC DSC/CCT/UFCG ° Modelo Cromático HLS X rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Conversão do RGB para (Gonzalez & Woods, 2002) ² o HLS II’ Setor GB do espaço HLS (120° ≤ H < 240°) H = H - 120° R = L(1 – S) 1 + Scos. H G=L cos (60 – H) B = 3 L – (R + G) 93

Representação da Imagem XCI DSC/CCT/UFCG ° Modelo Cromático HLS XI rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Conversão do RGB para o HLS III’ (Gonzalez & Woods, 2002) ² Setor BR do espaço HLS (240° ≤ H < 360°) H = H - 240° G = L(1 – S) 1 + Scos. H B=L cos (60 – H) R = 3 L – (R + G) 94

Representação da Imagem XCII DSC/CCT/UFCG ° Modelo Cromático HLS XII rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Uso do HSV e HLS por Aplicações de Software ² HSV ³ Aplicações gráficas da Illustrator , Photoshop) Adobe ³ GIMP ³ Paleta de cores do Mac OS X (Apple) ³ Xara X (e. g. 95

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem XCIII ° Modelo Cromático HLS XIII rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Uso do HSV e HLS por Aplicações de Software ² HLS ³ ³ Inkscape (a partir da v. 0. 42) ³ Paint Shop Pro (JASC) ³ Paleta de cores do Windows (Microsoft) ³ Especificação CSS 3 96

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem XCIV rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ° Decomposição HLS - Exemplo H L HLS S 97

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem XCV ° Modelo Cromático YIQ I rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Recodificação do RGB para uso em sistemas de vídeo NTSC ² Eficiência na transmissão ² Compatibilidade com televisão P&B Y Y I Q Q I 98

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem XCVI ° Modelo Cromático YIQ I ± Componentes rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ² Y (Luminância) Primária Y do modelo da CIE ³ Síntese de TODA a informação requerida para televisão P&B ³ Captura da percepção humana do brilho relativa de cores específicas ³ Consideração da percepção muito mais luminosa do verde do que do vermelho , e do vermelho muito mais do que do azul 99

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem XCVII rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ° Modelo Cromático YIQ II Imagem de Cor Reflexo das variações de brilho da imagem original Imagem de Intensidade Imagem de Luminância 100

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem XCVIII ° Modelo Cromático YIQ I rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Componentes ² Y (Luminância) Primária Y do modelo da CIE ² I (In-phase) Eixo vermelho-laranja (mapeamento das variações cromáticas do azul, através do púrpura, até o vermelho ) ² (In-quadrature) Eixo ortogonal a I (mapeamento das variações cromáticas do verde) 101

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem XCIX ° Modelo Cromático YIQ II ± Conversão do RGB para o YIQ rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ² Uso em codificadores NTSC Conversão das entradas RGB da câmera para uma componente de luminância (Y) e duas de crominância (I, Q) Y 0, 299 0, 587 0, 114 I = 0, 596 -0, 275 -0, 321 0, 212 -0, 523 0, 311 Q R G B 102

Representação da Imagem C DSC/CCT/UFCG ° Modelo Cromático YIQ III ± Conversão do YIQ para o RGB rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ² Uso em Conversão decodificadores NTSC das componentes de luminância (Y) e crominância (I, Q) em sinais RGB R -1, 129 3, 306 -3, 000 G = 1, 607 0, 934 0, 386 3, 458 -3, 817 5, 881 B Y I Q 103

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem CI rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ° Decomposição YIQ - Exemplo Y I YIQ Q 104

Representação da Imagem CII DSC/CCT/UFCG ° Modelo Cromático YUV I rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Padrão CCIR 601 para vídeo digital ± Uso do espaço televisão PAL ² cromático YUV em Combinação linear do RGB Y 0, 299 0, 587 0, 114 U = -0, 147 -0, 289 0, 436 0, 615 -0, 515 -0, 100 V R G B 105

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem CIII ° Modelo Cromático YUV II rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Componentes ² Y (Luminância) Primária Y do modelo da CIE ² U , V (Crominância) Associação com as cores azul x verde vermelho x verde Y U V 106

Representação da Imagem CIV DSC/CCT/UFCG ° Modelo Cromático YUV II rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Espaços Cromáticos Similares ² YIQ (NTSC) NTSC ² YDb. Dr (SECAM) SECAM ² YCb. Cr (Compressão de vídeo digital e JPEG) JPEG 107

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem CV ° Modelo Cromático YUV II rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ± Conversão do YUV para o RGB R 1, 000 0, 000 1, 403 G = 1, 000 0, 344 -0, 714 3, 458 1, 773 0, 000 B Y U V A câmera de AIBO captura imagens em matrizes de 176 x 144 pixels formatadas no espaço cromático YUV http: //www. sony. net/Products/aibo/ 108

DSC/CCT/UFCG Representação da Imagem CVI rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br ° Decomposição YUV - Exemplo Y U YUV V 109

DSC/CCT/UFCG Exercícios I rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br 1. Com base nas transformações estudadas, implementar um conjunto de funcionalidades que possibilite ao usuário a decomposição de imagens coloridas em planos monocromáticos passíveis de recomposição. 2. Estudar as seções 6. 3 a 6. 5, a fim de implementar as transformações propostas por Gonzalez & Woods (2002), validando os algoritmos implementados a partir de uma imagem de teste. 110

DSC/CCT/UFCG Exercícios II um estudo comparativo dos modelos cromáticos YDb. Dr e YCb. Cr com os modelos YIQ e YUV estudados. rangel@dsc. ufcg. edu. br/ rangeldequeiroz@yahoo. com. br 3. Fazer 4. Solucionar os problemas 6. 1 a 6. 17 propostos por Gonzalez & Woods (2002) (pp. 344 -347). 111

José Eustáquio Rangel de Queiroz rangel@dscufcgedubr/ rangeldequeiroz@yahoocombr Professor Adjunto DSC/UFCG Site departamental: www. ufcg. edu. br/~rangel E-mail: rangel@dsc. ufcg. edu. br rangeldequeiroz@yahoo. com. br Fone: 1119/1120 Ramal 2214 UNIVERSIDADE FEDERAL DE DE CAMPINA GRANDE – – UFCG Av Av Aprígio Veloso, S/N – – Bodocongó – – CEP: 58109 -190 – – Campina Grande – – PB PB www. ufcg. edu. br/ – – Fones: (0 xx 83) 310 1467/1192 – – Fax: (0 xx 83) 310 1273 DSC/CCT/UFCG