Elementi di Percezione Visuale (HVS: Human Visual System)

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1 Elementi di Percezione Visuale (HVS: Human Visual System) Michele Nappi, Ph.D Università degli Studi di Salerno biplab.unisa.it /03/2016 FVAB -- NAPPI 1

2 Un immagine è meglio di 1000 parole 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 2

3 Generare Ricevere Percezione Umana Parlato Immagini 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 3

4 L Occhio Dimensioni: Diametro Sfera 20mm Membrane Concentriche: Cornea (trasparente) Sclera (opaca) Coroide (rete di vasi sanguigni) Corpo Ciliare (agisce sul cristallino) Iride (diaframma con un foro: pupilla to 8 mm) Retina Fovea:» Coni (circa 6 milioni) Sensibili ai colori: Photopic Vision» Bastoncelli (75/150 milioni Scotopic Vision) Cristallino 60/70 % Acqua 6% Grasso Proteine Assorbe 8% dello spettro visibile (Infrarossi e ultravioletti) 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 4

5 Visione 2D dell Occhio 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 5

6 Visione 2D dell Occhio 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 6

7 La Retina 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 7

8 La Retina 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 8

9 Occhio vs CCD Fovea: 1.5 mm x 1.5 mm coni/mm sensori (cono+bastoncelli) Dispositivo di Acquisizione Digitale (CCD) (3 mm x 3 mm) 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 9

10 Visione o Percezione? Vulcano?? Cratere?? 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 10

11 Visione o Percezione? 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 11

12 Visione o Percezione? 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 12

13 Visione o Percezione? 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 13

14 Visione o Percezione? 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 14

15 Visione o Percezione? 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 15

16 Visione o Percezione? 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 16

17 Visione o Percezione?: Le Immagini Ambigue 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 17

18 Visione o Percezione?: Le Immagini Ambigue 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 18

19 Visual Sciences 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 19

20 Image Processing and Computer Vision 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 20

21 Image Processing and Computer Vision: Applications Robotics Object Recognition (assembly line) Autonomous Vehicles Obstacle Avoidance Earth Remote Sensing Pollution Control (River, City) Landsat Image Analysis, Synthesis and Coding Arial Photography Image Enhancement (espionage) Missile Guidance Geological Mapping Astronomy Astronomical Image Enhancement Chemical/Spectral Analysis Medicine Computerized Scanners (MRI,CT,etc) Radiological Organ Segmentation Chemistry Chemical Composition Molecular Imaging Electron Microscope Graphics Image Warping Animation Texture/Image Mapping 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 21

22 Applicazioni in Medicina Crescita vertiginosa delle tecnologie per l imaging medico Strumento indispensabile per la diagnosi e la cura delle patologie Il medico può: guardare dentro il paziente vedere com è fatta la patologia (informazioni anatomiche) capire come si sviluppa (informazioni funzionali) 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 22

23 Applicazioni in Medicina: Evoluzione della tecnologica della strumentazione per bioimmagini Raggi X 1945 Ultrasonografia 1970 Tomografia computerizzata (TC), Single photon emission computed Tomography (SPECT), Positron emission tomography (PET) Risonanza magnetica (RM), Tomografia computerizzata spirale, Digitale Subtraction Angiography Raggi X Digitali, Magnetoencephalography (MEG), Risonanza magnetica funzionale (fmri). 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 23

24 Imaging in Medicina 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 24

25 Image Fusion 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 25

26 Image Types Binary Images black and white Gray Scale Images Black, white and graylevel Color Images 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 26

27 Intensity and Brightness Image Intensity Light energy emitted from a unit area in the image. Device dependence. Image Brightness The subjective appearance of a unit area in the image. Context dependence. Subjective 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 27

28 Intensity vs Brightness (cont.) All the small squares have exactly the same intensity But they appear progressively darker as the background becomes lighter 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 28

29 Intensity vs Brightness (cont.) Intesity on the strip is constant D is perceived brighter than B D B 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 29

30 Intensity vs Brightness (cont.) 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 30

31 Log( I/I) Weber Law s Good Brightness Discrimination: I/I= small value I+ I Poor Brightness Discrimination: I/I= large value I 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 31 logi

32 Image Contrast 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 32

33 Image Contrast (cont.) The contrast at an image point denotes the (relative) difference between the intensity of the point and the intensity of its neighborhood 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 33

34 Image Contrast (cont.) The contrast definition of the entire image is ambiguous. In general it is said that the image contrast is high if the image gray-levels fill the entire range. 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 34

35 Image Contrast (cont.) Non contrast Abdominal Imaging Contrast-enhanced Abdominal Imaging 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 35

36 Image Contrast (cont.) Non contrast MR Cardiac Imaging Contrast-enhanced MR Cardiac Imaging 03/03/2016 FVAB -- NAPPI 36