Apostilas

Apostilas e notas de aula para Processamento de Imagens e Aprendizagem de Máquina

Palavras-chaves: processamento de imagens; aprendizagem de máquina; visão computacional; rede neural convolucional; aprendizagem profunda; inteligência artificial.
Keywords: image processing; machine learning; computer vision; convolutional neural net; deep learning; artificial intelligence.

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Arquivo procimagem.h com funções e classes úteis extraídos de Cekeikon: procimagem.h

[PSI3471 aula 1 parte 1] Introdução:

introducao-ead.pdf, introducao-ead.odt.

vídeo: PSI5790-2024 1ª aula (introd, básico, comp conexo)

[PSI3471 aula 1 parte 2] [PSI3471 aula 2] Conceitos básicos em Processamento de Imagens, GCC, OpenCV, sistemas de cores:

basico-ead.pdf, basico-ead.odt.
Imagens: basico.zip

vídeo: PSI5790-2023 1ª aula PSI5796-2022 2ª aula

Vídeo-aula (2020): 10-mostra, 20-inverte, 30-borda, 40-invertec, 60-cores. Youtube (2020): 10-mostra, 20-inverte, 30-borda, 40-invertec, 60-cores.

Apostilas velhas: basico-ead-velho1.odt basico-velho5.odt, basico-velho4.odt, basico-velho3.doc, basico-velho2.doc, basico-velho1.doc

[PSI3471 não estudaremos este assunto] Componentes conexos, crescimento de semente, fila e pilha:

compcon-ead.pdf, compcon-ead.odt.
Vídeos ilustração: pintafila.mp4, pintapilha.mp4, espalhacheiro.mp4
Imagens: compcon.zip

vídeo: PSI5790-2023 2ª aula

Vídeo-aula (2020): 1-secoes123, 2-fila, 3-pilha-recursao, 4-menor-caminho Youtube (2020): 1-secoes123, 2-fila, 3-pilha-recursao, 4-menor-caminho

Apostilas velhas: compcon-velho3.odt, compcon-velho2.doc, compcon-velho1.doc

[PSI3471 aula 3] Filtros e convolução:

filtconv-ead.pdf, filtconv-ead.odt.
Imagens: filtconv.zip

vídeo: PSI5790-2024 2ª aula, PSI5790-2023 3ª aula PSI5796-2022 3ª aula
Vídeo-aula (2020): 10-introducao, 20-media, 30-mediana, 50-linear, 70-gradiente, 80-convolucao. Youtube (2020): 10-introducao, 20-media, 30-mediana, 50-linear, 70-gradiente, 80-convolucao.
Apostilas velhas filtros e convolução: filtconv-ead-velho2.odt filtconv-ead-velho1.odt
Apostilas velhas filtros: filtros-velho3.odt, filtros-velho2.doc, filtros-velho1.doc. Apostilas velhas convolução: convolucao-velho3.odt, convolucao-velho2.doc, convolucao-velho1.doc, manual-papel.doc.

[PSI3471 aula 4] Casamento de modelo (template matching):

tmatch-ead.pdf, tmatch-ead.odt
Imagens: tmatch.zip

vídeo: PSI5790-2024 3ª aula PSI5790-2023 4ª aula PSI5796-2022 4ª aula

Vídeo-aula (2020): 10-introducao, 30-bidimensional, 50-contraste, 61-cc-ncc, 65-dumbo. Youtube (2020): 10-introducao, 30-bidimensional, 50-contraste, 61-cc-ncc, 65-dumbo.

Apostilas velhas tmatch-ead: tmatch-ead-velho2.odt tmatch-ead-velho1.odt
Apostilas velhas tmatch-simp: tmatch-simp-velho1.odt. Apostilas velhas tmatch: tmatch-velho4.odt, tmatch-velho3.odt, tmatch-velho2.doc, tmatch-velho1.doc.

[PSI3471 não estudaremos este assunto por falta de tempo. Porém, recomendo vocês a estudarem por conta, pois os conceitos desta apostila aparecem em vários lugares de visão computacional e aprendizado de máquina.] Transformações geométricas:

transgeo-ead.pdf, transgeo-ead.odt.
Imagens: transformacao.zip

vídeo: PSI5790-2024 4ª aula PSI5790-2023 5ª aula PSI5796-2022 5ª aula

Vídeo-aula (2020): 11-vizinho, 13-bilinear, 14-resize, 16-reducao, 20-rotacao, 30-transf. Youtube (2020): 11-vizinho, 13-bilinear, 14-resize, 16-reducao, 20-rotacao, 30-transf.
Apostilas velhas reamost: reamost-velho3.odt, reamost-velho2.odt, reamost-velho1.doc. Apostilas velhas transformação: transformacao-velho1.odt

[PSI3471 não estudaremos este assunto] Morfologia Matemática:

morfmat-ead.pdf, morfmat-ead.odt.
Vídeos ilustração: Esqueleto.avi, thinning.avi, thickening.avi
Imagens: morfmatb.zip, morfomatg.zip

Vídeo-aula (2020): 1-erodil, 2-abfe, 3-recmorf. Youtube (2020): 1-erodil, 2-abfe, 3-recmorf.
Apostilas velhas Morfologia Matemática binária: morfmatb-velho5.odt, morfmatb-velho4.odt, morfmatb-velho3.doc, morfmatb-velho2.doc, morfmatb-velho1.doc.

Apostilas velhas Morfologia Matemática em níveis de cinza: morfmatg-velho4.odt, morfmatg-velho3.odt, morfmatg-velho2.doc, morfmatg-velho1.doc.

[PSI3471 aulas 5/6] Introdução ao Aprendizado de Máquina:

introaprend-ead.pdf, introaprend-ead.odt.
Programas e conjuntos de dados: introaprend.zip

Conjuntos de dados antigos: iris.zip, trescinco.zip, banknote.zip, noisynote.zip.

PSI5796-2022 1ª aula
Apostilas velhas: introaprend-ead-velho4.odt, introaprend-ead-velho3.odt

[PSI3471 aulas 7/8] Projeto de filtros por aprendizado de máquina:

aprendizagem-ead.pdf, aprendizagem-ead.odt.
Imagens: aprendizagem.zip.

vídeo: PSI5790-2024 5ª aula PSI5790-2023 6ª aula
Imagens: aprendizagem-velho1.zip.
PSI5796-2022 6ª aula

Vídeo-aula (2020): 10-introducao, 21-forca-bruta, 22-tabela, 30-arvore, 40-segmentacao. Youtube (2020): 10-introducao, 21-forca-bruta, 22-tabela, 30-arvore, 40-segmentacao.
Software de Aumento de resolução Software de Halftoning inverso

Apostilas velhas: aprendizagem-ead-velho1.odt, aprendizagem-velho6.odt aprendizagem-velho4.odt, aprendizagem-velho3.doc, aprendizagem-velho1.doc.

[PSI3471 aula 9 parte 1] Classificação de MNIST com aprendizado clássico; extração de características:

classif-ead.pdf, classif-ead.odt.
Programas: classif.zip Imagens: mit_cars.zip, mit_pedestrians.zip

Vídeo: PSI5790-2024 6ª aula PSI5790-2023 7ª aula
Vídeo-aula (2020): 00-introducao, 12-leitura, 13-algoritmos, 20-hog, 22-implementacao, 30-rosto. Youtube (2020): 00-introducao, 12-leitura, 13-algoritmos, 20-hog, 22-implementacao, 30-rosto.
Apostilas velhas: classif-ead-velho2.odt classif-ead-velho1.odt classif-velho3.odt, classif-velho2.odt, classif-velho1.doc.

[PSI3471 aula 9 parte 2] Aplicações de aprendizado profundo em processamento de imagens. Exemplo: análise de mamografia.

deeplearning.pdf, deeplearning.odt.

PSI5790-2024 7ª aula

Material antigo: deeplearning-velho3.odt, deeplearning-velho2.odt, deeplearning-velho1.odt, deeplearning.odg.

[PSI3471 aula 10] Keras/Tensorflow, Colab, rede neural densa, classificação MNIST. (Anexo com inicialização dos pesos, funções de ativação e funções de custo.)

densakeras-ead.pdf, densakeras-ead.odt.

Conjuntos de dados: noisynote.zip

Vídeo: PSI5790-2023 8ª aula
PSI5796-2022 7ª aula

Vídeo-aula: 10-keras, 20-regressao, 30-classificacao, 40-leitura, 50-rededensa . Youtube: 10-keras, 20-regressao, 30-classificacao, 40-leitura, 50-rededensa .

Apostilas velhas: densakeras-ead-velho4.odt densakeras-ead-velho3.odt, densakeras-ead-velho2.odt, convkeras-velho1.odt.

[PSI3471 aula 11 parte 1] Rede neural convolucional; LeNet; classificação MNIST:
- convkeras-ead.pdf, convkeras-ead.odt.
- Rede treinada: cnn3.keras.
- Imagens: convkeras.zip

[PSI3471 aula 11 parte 2, aula 12, aula 13] Modelos pré-treinados para ImageNet; Cifar10; data augmentation; redes avançadas: VGG, GoogLeNet, ResNet.

cifar-ead.pdf, cifar-ead.odt
Imagens: cifar_pretreinado.zip
Redes treinadas: vgg54.h5, inception1.h5, resnet_hae3.h5, resnet1.h5
cifar-exemplos.png, cifar-caogato.png.

Vídeo: PSI5790-2024 9ª aula PSI5790-2024 10ª aula PSI5790-2023 10ª aula PSI5796-2022 9ª aula PSI5796-2022 10ª aula
Apostilas velhas: cifar-ead-velho3.odt cifar-ead-velho2.odt cifar-ead-velho1.odt, cifar-velho2.odt, cifar-velho1.odt

[PSI3471 aula 14] Transfer learning

transfer-ead.pdf, transfer-ead.odt
feiCorCrop.zip

Vídeo: PSI5790-2024 11ª aula PSI5790-2023 11ª aula

Apostilas velhas: transfer-ead-velho2.odt transfer-ead-velho1.odt

[PSI3472 não estudaremos este assunto] Camada personalizada.

camada_pers.pdf, camada_pers.odt

[PSI3472 aula 1, PSI3472 aula 2] Segmentação semântica. Fully convolutional net, U-Net, PSPNet.

segment-ead.pdf, segment-ead.odt
Segmentar elipses e retângulos: segm_eliret.zip
Unet para segmentar membrana celular: membrane.zip
Imagens: segment.zip

Vídeo: PSI5790-2026 10ª aula PSI5790-2024 12ª aula PSI5790-2023 12ª aula PSI5796-2022 11ª aula
Vídeo-aula antigo: 20-segmentacao, 23-implementacao, 24-unet, 30-membrana. Youtube antigo: 20-segmentacao, 23-implementacao, 24-unet, 30-membrana.

Apostilas velhas: segment-velho2.odt segment-velho1.odt.

[PSI3472 aula 3] Detecção de objetos.

deteccao-ead.pdf, deteccao-ead.odt.

Vídeo: PSI5790-2026 10ª aula
Apostilas velhas: deteccao-velho1.odt

[PSI3472 aula 4, PSI3472 aula 5 parte 1] Diferenciação automática. Subida de gradiente (deep dream).
- autodiff.pdf, autodiff.odt.

[PSI3472 aula 5 parte 2] One-shot learning, meta learning e reconhecimento facial.

oneshot-ead.pdf, oneshot-ead.odt.

Apostilas velhas: oneshot-ead-velho1.odt

[PSI3472 aula 6] Auto-encoder.

autoencoder.pdf, autoencoder.odt.

Apostilas velhas: autoencoder-velho1.odt

[PSI3472 aula 7] Class Activation Map e Grad-CAM.

visualiza-ead-velho2.odt, visualiza-ead-velho1.odt

[PSI3472 aula 8] Vision Transformer:
- ViT_MNIST.pdf, ViT_MNIST.odt

[PSI3472 aula 9] Introdução à Natural Language Processing (NLP) e Recurrent Neural Network (RNN).
- nlp.pdf, nlp.odt.

Introdução à Generative Adversarial Network (GAN).

gankeras-ead.pdf, gankeras-ead.odt.

gankeras-velho1.odt

Classificação de vídeos

classifvid.pdf, classifvid.odt.

UCF101_BodyMotion_Subset.zip

Classificação de série temporal 1D:

temporal.pdf, temporal.odt

Self-supervised learning [em edição].

ssl-ead.pdf, ssl-ead.odt.

Vision LLM [em edição]

[PSI3472 aula 10] Patch-Based Training de Rede Totalmente Convolucional

[ACCESS2022a] D. G. P. Petrini, C. Shimizu, R. A. Roela, G. V. Valente, M. A. A. K. Folgueira and H. Y. Kim, "Breast Cancer Diagnosis in Two-View Mammography Using End-to-End Trained EfficientNet-Based Convolutional Network," IEEE Access, vol. 10, pp. 77723-77731, 2022. [arquivo local]
patch.pdf, patch.odt.

Materiais de seminários:

Classificação de sinais biomédicos (2025)

Material.pdf, Material.docx, exercicio_1D.pdf, exercicio_1D.odt

Funções de Ativação em Redes Neurais Profundas e Classificação com Eletrocardiograma (2026)

Material_2.pdf, Material_2.docx

Apostilas Antigas para Processamento e Análise de Imagens e Aprendizagem de Máquina

Atenção: Estas "apostilas" ou "notas de aula" podem não ser compreensíveis sem ter assistido as aulas correspondentes. Foram escritas para ilustrar as aulas, não para servirem de material de estudo independente das aulas. Normalmente contêm somente os programas e não contêm as explicações teóricas completas. As teorias devem ser buscadas em outros materiais (artigos, livros, internet, etc.).

Primeira aula:

primeira_aula.pdf, primeira_aula.odt

Conceitos básicos em Python:

Apostilas: basico-py.pdf, basico-py.odt, basico-py-velho1.odt

Cekeikon, OpenCV e programação por template: cekeikon_opencv.pdf, cekeikon_opencv.odt.
Ajuste de brilho/contraste, limiarização, Otsu, histograma.

limiar.pdf, limiar.odt, limiar-velho1.doc
Imagens: limiar.zip

Alguns conceitos sobre C++:

cpp.pdf, cpp.odt, cpp-velho.doc.

Processamento de vídeo e captura de webcam:

video.pdf, video.odt, video-velho2.doc , video-velho1.doc

Formatos de imagens; Escolha de palete e quantização; Algoritmo de escolha de palete:

palette.pdf, palette.odt, palette-velho2.doc, palette-velho1.doc.
Imagens: palette.zip

Halftoning e halftoning inverso:

halftone.pdf, halftone.odt, halftone-velho2.doc, halftone-velho1.doc.

HighGUI: Exemplos de uso do GUI do OpenCV

highgui.pdf, highgui.doc

Medidas de distorção de imagens:

distorcao.pdf, distorcao.doc, distorcao-velho.doc.

SSIM da Wikipedia

Filtros nebulosos, outros filtros:

nebuloso.pdf, nebuloso.doc, nebuloso-velho.doc.

Template matching (casamento de modelo) invariante a RST:

rstmatch.pdf, rstmatch.doc,.
mmatch4.avi (template matching em múltipla escala)

Imagem integral, Viola and Jones, histograma, histograma de gradiente orientado (HOG), histograma integral:

integral.pdf, integral.odt, integral-velho2.doc, integral-velho1.doc.

DCT, wavelet de Haar e aplicações:

dct.pdf, dct.doc.

Complexidade de algoritmos:

complex.pdf, complex.doc.

Espaço de escala:

espescala.pdf, espescala.odt, espescala-velho2.doc, espescala-velho1.doc.

detcirc5.avi (Detecção de círculo escuro usando diferença de gaussianas.)

Filtragem por minimização de variação total:

totalvariation.pdf, totalvariation.doc.

Detecção de cantos e arestas (Canny):

corner.pdf, corner.odt, corner-velho1.doc.

SIFT, SURF, GLOH:

sift.pdf, sift.odt, sift-velho2.doc, sift-velho1.doc

[Lowe, 2004] D. G. Lowe, "Distinctive Image Features from Scale-Invariant Keypoints," International Journal of Computer Vision, Vol. 60, No. 2 / November, 2004, pp. 91-110.

Transformada Hough:

hough.pdf, hough.odt, hough-velho2.odt, hough-velho1.doc.
Imagens: hough.zip
Detecção de pneus por Hough: vid4-ped.avi

Watermarking:

watermark.pdf, watermark.doc.

PCA (Principal Component Analysis)

pca.pdf, pca.odt.

Tomografia:

tomografia.pdf, tomografia.doc, tomografia-velho1.doc.

fMRI:

fmri.pdf, fmri.doc.

Classificação de texturas:

Textura.pdf, Textura.doc

Contornos ativos, snakes, template matching deformável: DOC.
Processamento paralelo.

FLTK

fltk.doc, fltk.pdf

Aprendizagem de máquina não-supervisionada

nao_supervisionada.pdf, nao_supervisionada.odt

Rede neural convolutional usando tiny_dnn no reconhecimento dos dígitos MNIST

convolutional.pdf, convolutional.odt, convolutional-velho2.odt, convolutional-velho1.odt.
Reconhecer elipses e retângulos: eliret.zip

Outros problemas de deep learning: Segmentação semântica, UNet, Usar modelos pré-treinados, localização, fully convolutional, transfer learning, YOLO.

outros-problemas.pdf, outros-problemas.odt
Imagens: outros-problemas.zip
Segmentar elipses e retângulos: segm_eliret.zip
Unet para segmentar parede celular: unet.zip
Banco de dados de faces da FEI colorido recortado: feiCorCrop.zip
YOLO para Keras: keras-yolov3.zip

Site da disciplina de graduação PSI-3471: Fundamentos de Sistemas Eletrônicos Inteligentes

Site da disciplina de graduação PSI-3472: Concepção Impl. Sist. Eletr. Inteligentes

Site da disciplina de pós PSI-5790: Aprendizado Profundo para Visão Computacional