Imagem Digital. 1. Modelo matemático 2. Amostragem, quantização e codificação 3. Processamentos de imagens 4. Transformações e composição

Imagem Digital

1. Modelo matemático

2. Amostragem, quantização e codificação

3. Processamentos de imagens

4. Transformações e composição

Marcelo Gattas – DI / PUC-Rio

MGattass 0 50 100 150 200 250 0 100 200 300 400 500 600

Imagem: uma função do R

2

_{em C}

u v L L(u,v) Histograma Função (a) (b)

MGattass

Imagem Colorida

MGattass

Canais de cor

canal v ermelh o canal verde can al a zul

MGattass

Imagem colorida

R G B u v

Aquisição de imagens digitais

MGattass

Amostragem, quantização

e codificação de f(x)

partição do eixo x x função original f(x) amostra 0 1 2 3 4 5 6 MGattass codificação = (3, 4, 5, 5, 4, 2, 2, 3, 5, 5, 4, 2)

Amostragem, quantização

e codificação de f(x)

0 1 2 3 4 5 6 x função original amostra quantizada f(x) × × × × × × × × × × × × × partição do eixo x

MGattass

Digitalização de Imagens

Discretização espacial (amostragem)

MGattass

Digitalização de Imagens

amostragem

Imagem de tons contínuos 55 55 55 55 55 55 55 55 20 22 23 45 55 55 55 55 10 09 11 55 55 55 55 43 42 70 55 55 55 55 28 76 22 55 55 55 55 55 55 555555 64x54 64x54 - 16 cores

codificação

Imagem amostrada Imagem amostrada e quantizada 5*55, 1*55, 1*20, 1*22, ….

quantização

Imagem amostrada, quantizada e codificada

MGattass

Propriedades

MGattass

(a) aumento de resolução

Re-amostragem de f(x)

x f(x) × × × × × × × × × × × × × 0 1 2 3 4 5 6

MGattass

(a) aumento de resolução

Re-amostragem de f(x)

x f(x) × × × × × × × × × × × × × função reconstruída pelo vizinho mais próximo função reconstruída por interpolação linear função original 0 1 2 3 4 5 6 MGattass

Re-amostragem de f(x)

x f(x) × × × × × × × × × × × × × função reconstruída pelo vizinho mais próximo

função reconstruída por interpolação linear

função original

(a) redução de resolução

0 1 2 3 4 5 6

MGattass

Teorema de Nyquist

x f(x) x f(x) MGattass

Resolução espacial

10 x 8 14 x 10 8 x 5 valores interpolados valores médios

MGattass

Mudanças na r

esolução

espacial

312×194 156×97 78×48 312×194 312×192 78×49 156×97 312×194 312×194

bicúbica

mais

próximo

Irreversível MGattass

MGattass

Quantização de 24 para 8 bits

MGattass

MGattass

Codificação

MGattass

Memória gráfica indexada

0 0 0 B G R Tabela de cores Memória gráfica

MGattass

Codificação uniforme

30000 TOTAL 600 3 111 200 1 900 3 110 300 6/7 1800 3 101 600 5/7 2400 3 100 800 4/7 4800 3 011 1600 3/7 6300 3 010 2100 2/7 7500 3 001 2500 1/7 5700 3 000 1900 0 # bits tam. código # pixels tons Uniforme Podemos melhorar? MGattass

Construção da Árvore

Huffman

200 1 300 6/7 600 5/7 800 4/7 1600 3/7 1900 0 2100 2/7 2500 1/7 500 n0 600 5/7 800 4/7 1600 3/7 1900 0 2100 2/7 2500 1/7 n0 6/7 1

MGattass

Construção da Árvore

Huffman

500 n0 600 5/7 800 4/7 1600 3/7 1900 0 2100 2/7 2500 1/7 n0 6/7 1 800 4/7 1100 n1 1600 3/7 1900 0 2100 2/7 2500 1/7 5/7 n1 MGattass

Construção da Árvore

Huffman

800 4/7 1100 n1 1600 3/7 1900 0 2100 2/7 2500 1/7 1600 3/7 1900 n2 1900 0 2100 2/7 2500 1/7 n0 6/7 1 5/7 n1 4/7 n2

MGattass

Construção da Árvore

Huffman

1600 3/7 1900 n2 1900 0 2100 2/7 2500 1/7 n3 3500 1900 0 2100 2/7 2500 1/7 n0 6/7 1 5/7 n1 4/7 n2 3/7 n3 MGattass

Construção da Árvore

Huffman

n0 6/7 1 5/7 n1 4/7 n2 3500 n3 1900 0 2100 2/7 2500 1/7 3/7 n3 4000 n4 3500 n3 2500 1/7 n4 2/7 0

MGattass

Construção da Árvore

Huffman

n0 6/7 1 5/7 n1 4/7 n2 3/7 n3 6000 n5 4000 n4 _n4 2/7 0 4000 n4 3500 n3 2500 1/7 n5 1/7 n6 MGattass

Construção da Árvore

Huffman

1 0 11 10 01 00 111 110 1111 11₁₀ 1111 1 11 11₀ 1111 01 1111₀₀ 00 01 10 110 1110 11111 111100 111101 n0 n1 n2 n3 n4 n5 n6 6/7 1 5/7 4/7 3/7 0 2/7 1/7

MGattass

Codificação de Huffman

27000 TOTAL 30000 TOTAL 1200 6 111100 600 3 111 200 1 1800 6 111101 900 3 110 300 6/7 3000 5 11111 1800 3 101 600 5/7 3200 4 1110 2400 3 100 800 4/7 4800 3 110 4800 3 011 1600 3/7 4200 2 01 6300 3 010 2100 2/7 5000 2 10 7500 3 001 2500 1/7 3800 2 00 5700 3 000 1900 0 # bits tam. código # bits tam. código # pixels tons Huffman Uniforme

Processamentos no espaço

das cores

MGattass

Correção gama

MGattass

Correção gama

γ

L

L

←

MGattass

Tons de cinza e negativo

Lx,y= 0.299Rx,y + 0.587Gx,y+ 0.114Bx,y

tons de cinza

Lx,y = 255 - Lx,y

Filtros espaciais

MGattass

Suavização

f h

4

2

₁ 1 + −

+

+

=

i i i i

f

f

f

h

MGattass

Mascara ou Filtro

4

2

1 1 + −

+

+

=

i i i i

f

f

f

h

∑

− = −

=

1 0 ) ( n k i i k i

g

f

h

⎪

⎪

⎪

⎩

⎪⎪

⎪

⎨

⎧

+

>

+

=

=

−

=

−

<

=

1

0

1

4

/

1

0

4

/

2

1

4

/

1

1

0

l

se

l

se

l

se

l

se

l

se

g

_l ou:

MGattass

Convolução

∫

∞ = −∞ =

−

=

t t

dt

x

f

x

t

g

x

h

(

)

(

)

(

)

∑

− = −

=

1 0 ) ( n k i i k i

g

f

h

MGattass

Gaussiana

0.1 0.2 0.3 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 2 2 2

2

1

)

(

σ

σ

π

x

e

x

G

−

=

[

1

2

1

]

4

1

[

1 4 6 4 1

]

16 1

[

1 6 15 20 15 6 1

]

64 1

MGattass

Gaussiana

2 2 2 2

2

1

)

,

(

σ

σ

π

y x

e

y

x

G

+ −

=

⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ 1 2 1 2 4 2 1 2 1 16 1 ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ 1 4 7 4 1 4 16 26 16 4 7 26 41 26 7 4 16 26 16 4 1 4 7 4 1 273 1 0.1 0.2 0.3 0.4 0.1 0.2 0.3 0.4 MGattass

Filtragem gaussiana

MGattass

Filtro Gaussiano

⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ 1 2 1 2 4 2 1 2 1 16 1 MGattass

Detecção de bordas

2

/

)

(

_{1 1} ' − +

−

=

_{i i} i

f

f

f

⎩

⎨

⎧

<

−

+

−

>

−

+

−

−

+

−

=

+ − + − + −

0

)

2

(

0

0

)

2

(

2

1 1 1 1 1 1 '' i i i i i i i i i i

f

f

f

se

f

f

f

se

f

f

f

f

f(x) |f '(x)| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 |f ''(x)|

MGattass

Série

de Taylor

) ( ) ( 2 ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( " 3 2 ' _x x _{f x O x} f x x f x x f +∆ = + ∆ + ∆ + ∆ i i i i

f

f

f

f

₁ ' "

2

1

+

+

≅

+

Com ∆x=1, f(x)=f

_i

e f(x+∆x)=f

_i+1

Com ∆x=-1, f(x)=f

_i

e f(x+∆x)=f

_i-1 i i i i

f

f

f

f

₁ ' "

2

1

+

−

≅

− (a) (b) MGattass

Aproximações para derivadas

(a-b) ⇒

f

'i

≅

(

f

i+₁

−

f

i−₁

)

/

2

(a+b) ⇒

(

2

)

1 1 " − +

+

−

−

−

≅

_{i i i} i

f

f

f

f

f(x) x f_i-1 fi f_i+1 i+1 i i-1

MGattass

Detecção de bordas

⎟

⎟

⎟

⎠

⎞

⎜

⎜

⎜

⎝

⎛

∂

∂

∂

∂

=

∇

y

f

x

f

y

x

f

(

,

)

Gradiente Laplaciano 2 2₂ 2₂

)

,

(

y

f

x

f

y

x

f

∂

∂

+

∂

∂

=

∇

MGattass

Filtros de realce de bordas

⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − − − − 0 1 0 1 4 1 0 1 0 Laplaciano ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − 0 0 0 0 1 0 1 0 0 ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡− 0 0 0 0 1 0 0 0 1 ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − − − 1 0 1 2 0 2 1 0 1 4 1 ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡− − − 1 2 1 0 0 0 1 2 1 4 1 Vertical Horizontal Roberts Sobel Gradiente

MGattass

Exemplo de detecção de

arestas

RGB cinza Laplaciano MGattass

Filtragem LoG

⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ 1 2 1 2 4 2 1 2 1 16 1 filtro gaussiano ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − − − − 0 1 0 1 4 1 0 1 0 filtro laplaciano L L← 255− B G R L=0.30 +0.59 +0.11

Composição de imagens

Transformações e blending

MGattass

MGattass

Animação de sprites

MGattass

Escala por replicação ou

amostragem de pontos

10 x 8 14 x 10 8 x 5 for (x_src, y_src∈ Source) { cor = Source (x_src, y_src) x_dst= (w_dst-1)*x_src/(w_src- 1) y_dst= (h_dst-1)*y_src/(h_src- 1) Pixel (x_dst, y_dst, cor) } for (x_src, y_src∈ Source) { cor = Source (x_src, y_src) x_dst= (w_dst-1)*x_src/(w_src- 1) y_dst= (h_dst-1)*y_src/(h_src- 1) Pixel (x_dst, y_dst, cor) }

/

ampliação red uçã_o

MGattass

Ampliação/redução

12×8 36×24 ampliação 3×2 redução MGattass bi-linear

Ampliação

pelo vizinho mais próximo

for (x_dst, y_dst ∈ Destination) { x_src= ROUND((w_src-1)*x_dst/(w_dst - 1)) ysrc= ROUND((hsrc-1)*ydst/(hdst- 1)) cor = Source (x_src, y_src) Pixel (x_dst, y_dst, cor) } for (xdst, ydst∈ Destination) { xsrc = ROUND((wsrc-1)*xdst/(wdst- 1)) y_src = ROUND((h_src-1)*y_dst/(h_dst- 1)) cor = Source (x_src, y_src) Pixel (xdst, ydst, cor) }

MGattass

Redução

pelo vizinho mais próximo

(caso problema)

for (xdst, ydst ∈ Destination) { xsrc= ROUND((wsrc-1)*xdst/(wdst - 1)) y_src= ROUND((h_src-1)*y_dst/(h_dst- 1)) cor = Source (x_src, y_src) Pixel (xdst, ydst, cor) } for (x_dst, y_dst∈ Destination) { x_src = ROUND((w_src-1)*x_dst/(w_dst- 1)) y_src = ROUND((h_src-1)*y_dst/(h_dst- 1)) cor = Source (xsrc, ysrc) Pixel (x_dst, y_dst, cor) } 256×256 150×150 100×100 Gauss MGattass

Redução

pelo vizinho mais próximo

(caso geral)

for (x_dst, y_dst ∈ Destination) { x_src= ROUND((w_src-1)*x_dst/(w_dst - 1)) ysrc= ROUND((hsrc-1)*ydst/(hdst- 1)) cor = Source (x_src, y_src) Pixel (x_dst, y_dst, cor) } for (xdst, ydst∈ Destination) { xsrc = ROUND((wsrc-1)*xdst/(wdst- 1)) y_src = ROUND((h_src-1)*y_dst/(h_dst- 1)) cor = Source (x_src, y_src) Pixel (xdst, ydst, cor) } 300×225 200×150 100×100

MGattass

Transformações geométricas rápidas:

Amostragem de pontos

T(x_scr,y_scr) T-1_(x dst,ydst) xscr yscr xdst ydst for (xsrc, ysrc∈ Source) { cor = Source (xsrc, ysrc) xdst= Tx(xsrc, yscr) ydst= Ty(xscr,ysrc)) Pixel (xdst, ydst, cor) } for (xsrc, ysrc∈ Source) { cor = Source (xsrc, ysrc) xdst= Tx(xsrc, yscr) ydst= Ty(xscr,ysrc)) Pixel (xdst, ydst, cor) } for (xdst, ydst∈ Destination) { xsrc= Tx-1(xdst, ydst) ysrc= Ty-1(xdst,ydst) cor = Source (xsrc, ysrc) Pixel (xdst, ydst, cor) } for (xdst, ydst∈ Destination) { xsrc= Tx-1(xdst, ydst) ysrc= Ty-1(xdst,ydst) cor = Source (xsrc, ysrc) Pixel (xdst, ydst, cor) }

/

/

quais são os pixels do destino?

MGattass

Determinação dos pixels

do destino

ydst x_dst xscr yscr

ou

:

_;

MGattass

Cálculo incremental da

transformação geométrica

x

_src

= T

_x-1

_(x

dst

, y

dst

) = a x

dst

+ b y

dst

+ c

y

_src

= T

_y-1

_(x

dst

,y

dst

) = d x

dst

+ e y

dst

+ f

T

a

b

c

d

e

f

−

₌

⎡

⎣

⎢

⎢

⎢

⎤

⎦

⎥

⎥

⎥

1

0

0

1

Suponha que:

x

_src

= T

_x-1

_(x

dst

+1, y

dst

) = a (x

dst

+1)+ b y

dst

+ c

y

_src

= T

_y-1

_(x

dst

+1,y

dst

) = d (x

dst

+1)+ e y

dst

+ f

D

_x

x

_src

= a

D

_x

y

_src

= d

D

_x

x

_src

= a

D

_x

y

_src

= d

D

_D

y

x

src

= b

y

y

src

= e

D

_y

x

_src

= b

D

_y

y

_src

= e

MGattass

Exigências sobre

transformações de imagens

¾

Translação por zero tem que ser a

identidade;

¾

Sequência de translações deve produzir

o mesmo efeito que uma composta da

origem ao destino;

¾

Escalar por um fator

λ, maior que 1, e

depois escalar por 1/ λ deve produzir a

identidade;

¾

Rotação por uma sequência de ângulos

que totalizem 360

0

_{deve produzir a}

MGattass

Composição de imagens

com cor transparente

for (xdst, ydst ∈ Destination) {

xsrc = Tx-1(xdst, ydst)

ysrc = Ty-1(xdst,ydst)

cor = Source (xsrc, ysrc)

if (cor != transparente) Pixel (xdst, ydst, cor)

}

for (xdst, ydst ∈ Destination) {

xsrc = Tx-1(xdst, ydst)

ysrc = Ty-1(xdst,ydst)

cor = Source (xsrc, ysrc)

if (cor != transparente) Pixel (xdst, ydst, cor)

} MGattass

Composição de imagens

com máscaras

0 1 AND

MGattass

Colocação de transparência

no código da cor

R₁ G₁ B₁ A₁ R₂ G₂ B₂ A₂ source 1 destination R_d G_d B_d A_d

f( A

_1,

A

₂

)

R_d = A₁R₁+(1-A₁)R₂ G_d = G₁+(1-A₁)G₂ B_d = B₁+(1-A₁)B₂ A_d= A₁+(1-A₁)A₂ source 2 por exemplo:

Compressão e

armazenamento

MGattass

Compressão de imagens

Compressão de

Imagens

Compressão de

Imagens

Sem Perda

Sem Perda

Com Perda

_{Com Perda}

z Preserva exatamente o conteúdo da imagem z Taxas de compressão 3 : 1 z Preserva de forma controlada o nível de qualidade da imagem z Taxas de compressão

que chegam a valores de mais de 100 : 1

MGattass

Métodos de compressão

z Sem perdas

» Run length encoding (RLE) - repetição » Huffman coding - histograma

» Predictive coding - diferenças » Block coding (LZW) - dicionário

zCom perdas

» Truncation coding - reduz a representação » Predictive coding - descarta diferenças altas » Block coding - dicionário aproximado » Transform coding - descarta frequencias altas

MGattass

Processo de compressão e

descompressão

Dados da Imagem Original 32, 45, 57, 68, 23, 100, 98, ... 32, 45, 57, 68, 23, 100, 98, ... Imagem Comprimida 32, 45, 57, 68, 23, 100, 98, ... Dados da Imagem Original Compressão da imagem Imagem Comprimida 32, 45, 57, 68, 23, 100, 98, ... Transporte e/ou Armazenamento Descompressão da imagem

Ÿ

Ÿ

MGattass

Fundamentos da

Compressão de Imagens

z

codificação

z

entre pixels

z

psico-visual

A compressão de uma imagem é obtida

quando se elimina a redundância de:

MGattass

Redundância entre pixels

640 colunas x 480 linhas x 1 byte/pixel = 300 KBytes

480*(1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0) = ~18 Kbytes onde 1 = 32 bytes de preto e 0 = 32 bytes de branco

MGattass

Compressão - RLE

Objetivo

Reduzir a quantidade de dados

redundantes.

Exemplo

AAAAAAxxx

6A3x

Caracterísiticas

Simples e rápido, porém a eficiência

depende da imagem a ser comprimida.

MGattass

Run-Length Encoding

76 76 76 76 76 78 79 79 79 79 80 80 76 | 5 78 | 1 79 | 4 80 | 2 imagem binária 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 7 4 1 . . . 5 MGattass

Codificação compacta

( )

_{( )}

número

de

bits

r

p

r

l

k k opt

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

=

log

2

1

r p(r) Code 1 l(r) l(r)p(r) Code 2 l(r) l(r)p(r) log(1/p) log(1/p)*p

0 0.19 000 3 0.57 11 2 0.38 2.4 0.46 1/7 0.25 001 3 0.75 01 2 0.50 2.0 0.50 2/7 0.21 010 3 0.63 10 2 0.42 2.3 0.47 3/7 0.16 011 3 0.48 001 3 0.48 2.6 0.42 4/7 0.08 100 3 0.24 0001 4 0.32 3.6 0.29 5/7 0.06 101 3 0.18 00001 5 0.30 4.1 0.24 6/7 0.03 110 3 0.09 000001 6 0.18 5.1 0.15 1 0.02 111 3 0.06 000000 6 0.12 5.6 0.11

∑=1.00 Lavg= 3.00 Lavg=2.70 Lopt= 2.65

MGattass

Outra ordem no plano

MGattass

Tipo Abstrato Imagem

/*- implementação do tipo IMAGEM */ struct image_imp {

unsigned short width; /* largura (width) em pixels */ unsigned short height; /* altura (height) em pixels */ unsigned char *buf; /* buffer RGBA */ };

typedef struct image_imp * IMAGE; typedef unsigned char uchar;

IMAGE imgCreate (int w, int h); void imgDestroy (IMAGE img);

void imgGetDimensions(IMAGE img, int *w, int *h);

void imgSetPixel(IMAGE img, int x,int y, uchar r,uchar g,uchar b,uchar a); void imgGetPixel(IMAGE img, int x,int y, uchar *r,uchar *g uchar *b,uchar *a); void imgDraw(IMAGE img);

IMAGE imgReadTGA (char *filename); int imgWriteTGA(char *filename, IMAGE img); Imagem.h

MGattass

Arquivos Targa RGBA

Cabeçalho Pixels (bgra,bgra, …,bgra)

/* escreve o cabecalho */

putc(byteZero,filePtr); /* no. de caracteres no campo de id da imagem */ putc(byteZero,filePtr); /* imagem nao tem palheta de cores */ putc(imageType,filePtr); /* = 2 -> imagem "true color" (RGBA) */ putuint(shortZero,filePtr);/* info sobre a tabela de cores (inexistente) */ putuint(shortZero,filePtr); /* idem */

putc(byteZero,filePtr); /* idem */

putuint(shortZero,filePtr); /* =0 origem em x */ putuint(shortZero,filePtr); /* =0 origem em y */

putuint(img->width,filePtr); /* largura da imagem em pixels */ putuint(img->height,filePtr); /* altura da imagem em pixels */ putc(bitDepth,filePtr); /* numero de bits de um pixel */

putc(byteZero, filePtr); /* origem canto inf esquedo sem entrelacamento */ unsigned char imageType=2 /* RGB(A) sem compressão */

unsigned char bitDepth=32; /* 32 bits por pixel */

unsigned char byteZero=0; /* usado para escrever um byte zero no arquivo */ short int shortZero=0; /* usado para escrever um short int zero no arquivo */

MGattass

Esquemas de armazenamento de

imagens

Verm. Verde Azul Pix el2

Plano de Cores

00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 . . . Pix el0 Pix el5 Pix el4 Pix el3 Pix el1 06 06

Organização dos pixels de uma imagem por planos de cores Banc os (Jav a) Informação é uma componente da cor

MGattass

Organização de pixels num array

no formato TGA (targa)

b g r a b g r a b g r a b 0 1 … ... a r g w-1

x

y

unsigned char *bgra_vector; … offset=4*(w*y+x); blue = bgra_vector[offset]; green = bgra_vector[offset+1]; red = bgra_vector[offset+2]; alpha = bgra_vector[offset+3]; 0 1 2 h-1 3 Pixel (x,y) MGattass

Organização de pixels num array

no formato PPM (o mais simples)

00 01 02 03 04 05 06 07 08 0910 11 0 1 2 ... 13 12 14 w-1 15 16 17 18 ...

x

y

Pixel (x,y)

unsigned char *rgb_vector; … offset=3*(w*y+x); red = rgb_vector[offset]; green = rgb_vector[offset+1]; blue = rgb_vector[offset+2]; 0 1 2 h-1 3 ...

MGattass

Formato PPM

• File_signature "P6".

• White_space (blanks, TABs, CRs, LFs).

• Width, w, (ASCII decimal characters).

• White_space (blanks, TABs, CRs, LFs).

• Height, h, (ASCII decimal characters).

• White_space (blanks, TABs, CRs, LFs).

• Max_color, max, (ASCII decimal characters).

• White_space (blanks, TABs, CRs, LFs).

• Pixels, (3*w*h bytes rgb components of pixels)

• Comments from # to the end of line

• lines ≤ 70 characters

MGattass

Formato PPM

P6

# Created by Paint Shop Pro

358 539

255

=?:?A<AC>CE@EFAFGBGHCGHCGHB . . .

MGattass

Gravação em PPM

int ppm_write(int w, int h, unsigned char *rgb, char *file_name) { FILE *fp; fp = fopen(file_name, "wb"); if (fp == NULL) return 0; if (fprintf(fp, "P6\n%d %d\n255\n", w, h) <= 0) { fclose(fp); return 0; } if (fwrite(rgb, 3*w*h, 1, fp) != 1) { fclose(fp); return 0; } fclose(fp); return 1; }

Leitura em PPM

int ppm_read(int *p_w, int *p_h, unsigned char **p_rgb, char *file_name) {

FILE *fp; char line[80]; int rgb_size; int max; fp = fopen(file_name, "rb");

if (fp == NULL) {

printf(”Error reading %s",file_name); return 0;} fgets(line,80,fp);

if(strcmp(line,"P6\n")) {

printf(”Wrong signature\n"); return 0; } while (fscanf( fp, " %d ", p_w ) != 1)

fgets(line, 80, fp);

while (fscanf( fp, " %d ", p_h ) != 1) fgets(line, 80, fp);

while (fscanf( fp, " %d", &max ) != 1) fgets(line, 80, fp);

fgetc(fp);

rgb_size=3*(*p_w)*(*p_h);

(*p_rgb) = (unsigned char *) calloc(rgb_size, 1); if ((*p_rgb) != NULL)

fread( (*p_rgb), rgb_size, 1, fp ); fclose(fp);

return 1; }

Programa Simples

void main(void){

int w, h; // dimensões da imagem unsigned char *rgb; // bytes de rgb

unsigned char r,g,b,grey; // componentes de cor int x,y; long int k;

if (ppm_read(&w,&h,&rgb,"test_in.ppm")==0) return; for (y = 0; y < h; y++) { for (x = 0; x < w; x++) { k = 3*(y*w+x); r = rgb[k]; g = rgb[k+1]; b = rgb[k+2];

grey = (unsigned char)(0.3*r+0.6*g+0.1*b); rgb[k] = grey; rgb[k+1] = grey; rgb[k+2] = grey; } } ppm_write(w, h, rgb, "test_out.ppm"); free(rgb); } MGattass

Arquivo BMP

00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11

Pixel 0 Pixel 1 Pixel 2 Pixel 3

13

12 14

Pixel 4

15

16 17 18 ...

colocado para garantir múltiplo de 4

colocado para garantir múltiplo de 4

Organização dos pixels de uma imagem RGB no arquivo BMP

MGattass

Microsoft Windows

Bitmap - BMP

Características Principais

zMono, 4-bit, 8-bit, 24-bit

zTipo de compressão: RLE / não comprimido

zTamanho máximo: 64K x 64K pixels

zSeções (versão 3): Header Info. Header Palette Bitmap Data MGattass

BMP - Header

typedef struct _Win3xBitmapHeader {

WORD Type; /* Image file type 4D42h (“BM”)*/

DWORD FileSize; /* File size (bytes) */ WORD Reserved1; /* Reserved (always 0) */ WORD Reserved2; /* Reserved (always 0) */

DWORD Offset; /* Offset to bitmap data in bytes */

MGattass

BMP - Information Header

typedef struct _Win3xBitmapInfoHeader {

DWORD Size; /* Size of this Header (40) */

DWORD Width; /* Image width (pixels) */

DWORD Height; /* Image height (pixels) */

WORD Planes; /* Number of Planes (always=1) */

WORD BitCount; /* Bits per pixel (1/4/8 or 24)*/ DWORD Compression; /* Compression (0/1/2) */ DWORD SizeImage; /* Size of bitmap (bytes) */

DWORD XPelsPerMeter; /* Horz. resol.(pixels/m) */

DWORD YPelsPerMeter; /* Vert. resol.(pixels/m) */ DWORD ClrUsed; /* Num of colors in the image */ DWORD ClrImportant; /* Num of important colors */ } WIN3XINFOHEADER;

MGattass

BMP - Palette

typedef struct _Win3xPalette {

RGBQUAD Palette[ ]; /* 2, 16, or 256 elem.*/ } WIN3XPALETTE;

typedef struct _Win3xRgbQuad {

BYTE Blue; /* 8-bit blue component */

BYTE Green; /* 8-bit green component */

BYTE Red; /* 8-bit red component */

BYTE Reserved; /* Reserved (= 0)

*/

MGattass

BMP - Image Data

Notas

Cada scan line em um arquivo BMP é sempre um múltiplo de 4.

Imagens com1-, 4-, e 8-bits usam uma palheta de cores.

Imagens com 24-bits guardam a cor diretamente, na ordem azul, verde e vermelho.

O armazenamento da imagem é sempre feito a partir do canto esquerdo inferior.