O principal objetivo deste projeto é apresentar técnicas de quantização de imagens em tons de cinza utilizando apenas duas intensidades, o preto e o branco. Utilizou-se a biblioteca gráfica OpenGL e a linguagem C. Foram utilizadas imagens no formato PGM para este propósito.

As luminâncias ou brilhâncias associadas a uma amostra de tamanho NM de uma imagem contínua são valores reais. Na prática, no entanto, a exibição destes valores depende da capacidade de reprodução ou da resolução de cada dispositivo.

A transformação de um intervalo real de valores para uma quantidade finita de valores é conhecida em Computação Gráfica como quantização. Ela pode ser implementada através de dois métodos: o particionamento uniforme e o particionamento por mediana.

Muitas vezes, a simples partição em dois níveis de cinza degrada a resolução visual da imagem. Nestes casos, é utilizada a técnica de meio-tom. Técnicas de meio-tom (halftone) são processos de amostragem de imagens com múltiplos níveis de cinza em um dispositivo com poucos tons; geralmente um dispositivo de dois níveis como impressoras preto e branco. Neste processo, sacrifica-se a resolução espacial em prol da resolução radiométrica.

Técnicas modernas de meio-tom estão divididas em duas áreas:

• FM - Modulação por freqüência;
• AM - Modulação por Amplitude, que por sua vez se subdivide em:
  • Pontos Dispersos;
  • Pontos Agrupados.

Técnicas FM também são conhecidas como amostragens estocáticas, já que utilizam disposição de pontos aleatórias. O algoritmo de difusão de erro de Floyd-Steinberg é um exemplo dessa técnica. Ele gera ruídos de alta-freqüência obtendo um resultado agradável, sem perda da resolução espacial. A amostragem FM é assim chamada pois o espaçamento entre os pontos (e portanto sua freqüência espacial) muda a medida que a imagem se torna escura.

Técnicas AM de pontos dispersos são comumente chamadas de "Dithering Ordenado", mas, na verdade, todos os esquemas AM são ordenados, já que compartilham uma malha ou estrutura comum, inexistente em técnicas FM.

O algoritmo utilizado no aplicativo deste projeto varre a imagem com uma máscara de threshold (que varia dependendo da técnica utilizada) fazendo a conversão do ponto para preto ou branco, de acordo com a sua posição em relação à mascara.

As figuras abaixo apresentam imagens agrupadas de quatro em quatro, mostrando a imagem original (a do canto superior esquerdo) seguida de outras três que mostram o resultado da aplicação das técnicas. Clique nas figuras para ampliá-las e visualizá-las com melhor resolução.

O funcionamento do aplicativo é simples, digita-se o nome do programa seguido da imagem (em formato PGM). Será exibida a imagem original. O usuário poderá exibir quaisquer uma das técnicas utilizadas, bastando pressionar os botões 1, 2 ou 3. Para sair, pressionar a tecla ESC.

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