EP04_01 — 🎚️ Limiarização Global por Limiar Fixo

4.9.1 EP04_01 🎚️ Limiarização Global por Limiar Fixo

Em scanners de documentos e em sistemas de leitura de código de barras, a primeira etapa do processamento é sempre separar o que é “objeto” (tinta, texto, barras) do que é “fundo” (papel, embalagem). A limiarização global faz exatamente isso: compara cada pixel a um único limiar \(T\) e decide, em tempo real, se ele pertence à classe clara ou à classe escura. É o operador de segmentação mais simples — e mesmo assim, está por trás de boa parte dos pipelines industriais de inspeção visual. Ver na Figura 4.30 uma simulação deste EP.

4.9.1.1 📋 Diretrizes de Implementação

Dimensões: Ler os inteiros \(L\) (linhas) e \(C\) (colunas).
Limiar: Ler o inteiro \(T\) (limiar de decisão).
Dados: Ler os valores inteiros da matriz original linha a linha.
Mapeamento: Para cada pixel \(p\), calcular o novo valor pela equação:

\[ p' = \begin{cases} 255, & \text{se } p > T \\ 0, & \text{se } p \le T \end{cases} \] 5. Saída: Exibir a matriz binarizada com dimensões \(L \times C\).

4.9.1.2 📌 Restrições Computacionais

Binarização: A saída contém apenas os valores \(0\) ou \(255\).
Comparação estrita: O critério usa \(> T\) (pixels iguais a \(T\) tornam-se fundo).
Tipo: O resultado final deve ser inteiro.
Observação: Este EP segue a convenção da OpenCV (cv2.THRESL_BINARY): apenas pixels com valor maior que \(T\) tornam-se brancos (255); pixels com valor igual a \(T\) permanecem pretos (0).

4.9.1.3 🧠 Fundamentação Teórica

Parâmetro	Tipo	Impacto Visual
\(T\) pequeno	Inteiro	A maioria dos pixels torna-se branca
\(T\) grande	Inteiro	A maioria dos pixels torna-se preta
\(T\) bem escolhido	Inteiro	Separa nitidamente objeto e fundo

4.9.1.4 📦 Especificação de Entrada e Saída (VPL)

Entrada:

Linha 1: Inteiro \(L\).
Linha 2: Inteiro \(C\).
Linha 3: Inteiro \(T\).
Linhas seguintes: Elementos inteiros da matriz original.

Saída:

Matriz binarizada em \(L\) linhas e \(C\) colunas, valores \(0\) ou \(255\) separados por espaço.

4.9.1.5 📌 Exemplos

Entrada	Saída	Observação
2 4 100 0 99 100 180 255 30 120 80	0 0 0 255 255 0 255 0	\(T=100\): apenas pixels com valor maior que 100 tornam-se brancos; por isso, 99 e 100 tornam-se pretos.
1 3 0 0 50 255	0 255 255	\(T=0\): apenas pixels com valor estritamente maior que 0 tornam-se brancos.

🎚️ Simulador EP04_01: Limiarização Global p' = (p > T) ? 255 : 0

👆 Clique numa célula da Entrada Original para escurecer o píxel (−30) e clique com o botão direito para clarear (+30). Ajuste o limiar T para binarização.

T (Limiar) 128

Entrada Original (Clicável)

Resultado Binarizado (p')

      Fórmula aplicada: (p > 128) ? 255 : 0

Figura 4.30: Simulador EP04_01: Limiarização Global por Limiar Fixo (p’ = (p > T) ? 255 : 0)

%%writefile EP04_01.py
# Código Python

Writing EP04_01.py

TestSuite("EP04_01.py").run()

✔️ EP04_01.cases já existe em casos/
📋 7 caso(s) carregado(s) de casos/EP04_01.cases

🔍 Testando Python: EP04_01.py
⚠️ EP04_01.py: Arquivo sem conteúdo (menos de 3 linhas). Testes ignorados.