Este documento presenta una introducción al procesamiento digital de imágenes. Explica que involucra aplicar algoritmos matemáticos a imágenes digitales para extraer información, mejorar y almacenar imágenes. Luego describe cuatro campos de aplicación principales: mejora de imágenes, transmisión y almacenamiento, análisis y gráficos por computadora. Finalmente, cubre temas como obtención de imágenes digitales, representación y codificación de imágenes.

1. Procesamiento Digital
de Imágenes 1
Profesor: Andrés Flores
Introducción
El Procesamiento o Tratamiento Digital de
Imágenes se encarga de estudiar los
mecanismos que permiten aplicar algoritmos
matemáticos a imágenes en un sistema
digital o computadora. Estos mecanismos
incluyen extraer información útil, mejorar,
resaltar, almacenar las imágenes etc.
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2. Aplicaciones
Se pueden mencionar cuatro campos de
aplicación importantes:
Mejora de Imágenes.
Transmisión y Almacenamiento de Imágenes.
Análisis de Imágenes.
Gráficos de Computadora.
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Mejora de Imágenes
Involucra tareas como :
Mejora del contraste.
Filtraje de la imagen.
Restauración.
Métodos Estadísticos.
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3. Transmisión y
Almacenamiento de Imágenes
Involucra aspectos de
codificación de la imagen
que permitirán transmitirla
a un lugar lejano o su
almacenamiento en forma
eficiente.
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Análisis de Imágenes
Involucra tareas :
Medición Geométrica.
Conteo.
Segmentación.
Control de calidad
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4. Gráficos de Computadora
Involucra la generación de imágenes en
computadora para edición de publicidad gráfica así
como de vídeo juegos.
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Obtención de Imágenes
Digitales
Concepto de Imagen: Función Bidimensional
de intensidad de radiación f(x,y).
y
(0,0)
x
f(x,y)
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5. Descomposición de una
imagen
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Diversas representaciones
de una imagen
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6. Adquisición de Imágenes
Se requieren dos elementos para obtener
Imágenes Digitales:
Dispositivo Sensible a una determinada banda
del espectro electromagnético (rayos X, UV,
visible, IR).
Digitalizador.
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Espectro Electromagnético
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Imágenes Satelitales
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8. 29/06/2009 Andrés Flores 15
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9. 29/06/2009 Andrés Flores 17
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10. 29/06/2009 Andrés Flores 19
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11. CCD
Fotodetector sensible a luz visible e
infrarroja. Capaz de generar una diferencia
de potencial al incidir luz a ellos.
CHIP CCD
Arreglo de CCDs.
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12. Arreglo de CCDs genera señal
de vídeo estándar
líneas pares
líneas impares
Señal de
Señ
Memoria de
Generador vídeo
Chip CCD Salida
de señal
señ
de vídeo
ví (CCIR o
RS170)
h-sync v-sync
Generador de
Sincronismo
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13. Cámaras
Analógicas.- Arrojan señal de vídeo estándar
(PAL o NTSC). Muy comerciales (HandyCam
de Sony)
Digitales.- Arrojan señal de vídeo digital.
Fotográficas Digitales.- No hace falta
película, almacenan imágenes en unidades
de memoria FLASH o Minidiscos. Se llevan a
la PC para ser procesados e impresos.
Digitalización
Las imágenes obtenidas por medios
analógicos (NTSC o PAL) se digitalizan con
un “Frame Grabber”
Existen cámaras que arrojan imágenes
digitales sin necesidad de ser digitalizadas.
p.ej. Webcam se conecta directamente a una
PC, Sistemas Fire Wire
Un Escáner usa tecnología CCD para
capturar imágenes que se han adquirido por
otro medio como cámaras fotográficas
comunes, rayos X, etc.
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14. Sistema de Adquisición de
Vídeo Analógico en PC
Cámara de Vídeo
Ví Frame Grabber PC deberá contar
deberá
NTSC o PAL lleva a cabo proceso con DRIVER para
de digitalización.
digitalizació Controlar la Tarjeta
en MS Windows
y LINUX
Otros Sistemas
QuickCam
Scanner
IEEE 1394
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15. 29/06/2009 Andrés Flores 29
Representación y Codificación
de una Imagen
Una imagen digital es una matriz de dos
dimensiones donde cada dato viene a ser un
PIXEL.
Cada píxel tendrá una representación que
dará la información de brillo y/o color.
Son importantes : la dimensión y la cantidad
de colores o tonos de gris.
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16. Muestreo y Cuantificación
La imagen a digitalizar deberá pasar
necesariamente por estos dos procesos
conocidos.
Consideramos la imagen como una función
de dos dimensiones f(x,y).
El muestreo implica la digitalización de las
coordenadas espaciales.
La digitalización de la amplitud es la
cuantificación de los tonos de gris.
Resolución Espacial
El muestreo determinará con que resolución
se ha digitalizado la imagen.
Resoluciones comunes son:
640*480.
800*600.
1024*768.
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17. Diferentes Resoluciones
128x128
256x256
32x32
64x64
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Niveles de Gris
La cuantificación establece cuantos niveles
de gris se usan en una imagen.
Se toma a cero como el nivel mas oscuro
(negro) y el nivel mas alto el tono mas
brillante (blanco).
Esto dependerá de cuanta información se
desea almacenar.
Puede ser de:
256 niveles de gris
16 niveles de gris
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18. 256 64
4 2 2
Imágenes a Colores
Para representar colores se usa una
descomposición de 3 colores básicos.
RGB - Rojo - Verde - Azul.
Para cada uno se tienen 256 tonos o brillos.
Esto significa que se necesitarán para un
pixel 3 bytes. Es decir 24 bits.
Entonces son posibles hasta 16’777,216
colores
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19. Colores RGB
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Colores
Imagen Original
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20. Almacenamiento de Imágenes
Representación binaria. Blanco y Negro.
0 1 1 1 0
0 1 0 1 0
0 1 1 1 0
0 1 0 1 0
0 0 0 0 0
Niveles de Gris
Una imagen con niveles de gris se
representa con BYTES.
231 231 231 231 231
4 4 4 4 231
129 129 129 4 231
205 205 129 4 231
8 205 129 4 231
20

21. Imagen a color
223 216 178 157 125 113
233 238 219 199 157 129
233 242 233 220 179 142
239 246 241 232 200 164 173 159 115 88 47 27
193 249 244 240 220 191 183 182 157 128 79 42
184 187 172 148 99 51
190 191 179 159 119 73
193 193 180 166 135 99
185 176 134 109 69 52
194 193 170 144 95 61
190 193 179 159 112 66
193 194 182 166 126 82
191 192 180 167 138 104
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Archivos
Formatos de Archivos Binarios:
BMP Windows Bitmap.
PCX
TIFF.....
Formatos comprimidos:
JPEG.
GIF.
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22. Sistema de visión
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OPENCV
Ambiente de desarrollo de aplicaciones en
Procesamiento de Imágenes.
Programación en C.
Disponible en Windows y Linux
Amplias librerías.
http://sourceforge.net/projects/opencvlibrary/
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23. Recursos Internet
Algunas imágenes de esta presentación se
obtuvieron en:
http://www.imageprocessingplace.com/
http://micro.magnet.fsu.edu/primer/digitalima
ging/javaindex.html
http://www.ph.tn.tudelft.nl/Courses/FIP/nofra
mes/fip.html
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