procesamiento de imagenes 2012

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procesamiento de imagenes

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  • Procesamiento de la imagen

    Javier Gonzlez Jimnez

    Procesamiento de la imagen 1

    Javier Gonzlez JimnezDpto. de Ingeniera

    de Sistemas y AutomticaUniversidad de Mlaga

  • ndicendice Introduccin Introduccin Conceptos bsicosConceptos bsicos Conceptos bsicosConceptos bsicos

    HistogramaHistograma Tablas de ConsultaTablas de Consulta Medidas de distanciaMedidas de distancia ConvolucinConvolucin

    Suavizado Suavizado

    Procesamiento de la imagen 2

    Suavizado Suavizado Realce Realce

  • IntroduccinIntroduccin

    ObjetivoObjetivo : Eliminar ruido, realzar tonos, ajuste de colores, : Eliminar ruido, realzar tonos, ajuste de colores,

    En VC su utilizacin suele ser necesaria antes de la

    INTRODUCCININTRODUCCIN

    PreprocesamientoPreprocesamientofuncin h(f ( x, y))funcin h(f ( x, y))

    IMAGEN ORIGINAL

    f (x,y)

    IMAGEN MEJORADA

    g (x, y)

    En VC su utilizacin suele ser necesaria antes de la aplicacin de un detector de bordes y/o segmentacin

    Procesamiento de la imagen 3

    f (x,y) g (x, y)

    Aplicacin en el dominio espacial y Aplicacin en el dominio espacial y frecuencialfrecuencial

  • IntroduccinIntroduccin

    Procesamiento en el dominio espacialProcesamiento en el dominio espacial

    Operan de forma directa con los Operan de forma directa con los pixelspixels de la imagende la imagen

    g(x, y) = h(f(g(x, y) = h(f(x,yx,y)) )) f(f(x,yx,y) : imagen original) : imagen originalg(g(x,yx,y) : imagen mejorada) : imagen mejoradah( ) : funcin definida sobre un h( ) : funcin definida sobre un entorno de vecindad de (x, y)entorno de vecindad de (x, y)

    Procesamiento de la imagen 4

    1x1 : Tablas de consulta1x1 : Tablas de consulta1x1 : Promediado de imgenes1x1 : Promediado de imgenesNxM : Convolucin NxM : Convolucin

  • IntroduccinIntroduccin

    Procesamiento en el dominio frecuencialProcesamiento en el dominio frecuencial

    IMAGEN ORIGINAL

    FFFFFFFF {f(x,y)}{f(x,y)} IMAGEN FRECUENCIAL

    f (x,y) F (u,v)

    FFFFFFFF--11 {G(u,v)}{G(u,v)}IMAGEN MEJORADAg (x,y)

    IMAGEN FRECUENCIAL

    G (u,v)

    F(u,v) x H(u,v)F(u,v) x H(u,v)

    Procesamiento de la imagen 5

  • Conceptos bsicosConceptos bsicos

    CONCEPTOS BSICOS EN PROCESAMIENTO DE IMGEN

    Histograma de una imagen es una representacin grfica de la frecuencia con la que los

    niveles de grises aparecen en dicha imagen. niveles de grises aparecen en dicha imagen.

    se construye rastreando toda la imagen y contabilizando el nmero de pxeles que poseen cada nivel de gris.

    proporciona informacin estadstica sobre cmo estn distribuidos los distintos niveles de grises de la imagen

    Procesamiento de la imagen 6

    im=imread('rice.tif');imshow(im)imhist (im);

  • Conceptos bsicosConceptos bsicos

    Histograma de una imagen

    til para tareas tales como:

    conocer si la digitalizacin se ha efectuado correctamente

    decidir el valor de umbralizacin de una imagen

    tener una estimacin del brillo medio y contraste, etc.

    Procesamiento de la imagen 7

    L-1 L-1A B

    L-1 L-1Mucho brillo y poco contraste Imagen binaria objeto sobre fondo Saturacin del blanco

  • Conceptos bsicosConceptos bsicos

    CONCEPTOS BSICOS EN PROCESAMIENTO DE IMGEN

    Tablas de consulta (Look-up-tables) define una transformacin pxel a pxel entre los niveles de

    grises de la imagen a procesar y de la imagen resultantegrises de la imagen a procesar y de la imagen resultante

    consiste en asignar como nuevo nivel de grs el correspondienteal elemento indexado con el nivel de entrada.

    nivelessalida

    L-1

    b0b1.

    . .

    01

    b0b1

    Procesamiento de la imagen 8

    L-1 nivelesentrada

    Representacin contnua

    bL-2bL-1

    .

    .

    .

    .

    .

    .

    .

    .

    .

    nivelesentrada

    nivelessalida

    L-2L-1 bL-1

    bL-2

    Representacin discreta

  • Conceptos bsicosConceptos bsicos

    Tablas de consulta

    aunque muy simple, tiene una granutilidad en el procesamiento deimgenes

    % creamos una LUT para el 'umbral' especificado y los valores min y max lut= ones(256,1);lut(1:umbral)= lut(1:umbral).*min;lut(umbral+1:end)= lut(umbral+1:end).*max;imgenes

    su implementacin es fcil

    se puede aplicar en tiempo real (a lafrecuencia de digitalizacin).

    nivelessalida

    nivelessalida niveles

    lut(umbral+1:end)= lut(umbral+1:end).*max;

    % aplicamos la LUT a la imagenim_out = lut(double(imagen)+1);

    % cambiamos el formato al de imagenim_out= uint8(im_out);

    Procesamiento de la imagen 9L-1 niveles

    entrada

    nivelessalida

    L-1

    T

    A

    B

    Operacin de umbralizacin

    L-1 nivelesentrada

    salida

    L-1

    No se modifica la imagen

    L-1 nivelesentrada

    nivelessalida

    L-1

    Inversin de la paleta de grises

  • Conceptos bsicosConceptos bsicos

    Medidas de distancia:

    1. D(p1,p2) 0 [D(p1,p2)=0 si p1=p2]2. D(p ,p ) = D(p ,p )D es una funcin distancia si: 2. D(p1,p2) = D(p2,p1)3. D(p1,p3) D(p1,p2)+D(p2,p3)

    distancia eucldea entre p1 y p2 :

    distancia 4 (Manhattan) entre p1 y p2 : distancia 8 (Tchebichev) entre p y p :

    D es una funcin distancia si:

    Procesamiento de la imagen 10

    distancia 4 (Manhattan) entre p1 y p2 :

    2212

    2 101 2212

    2D4

    distancia 8 (Tchebichev) entre p1 y p2 :

    2 222 22 111 22 101 22 111 22 222 2

    D8

  • Conceptos bsicosConceptos bsicos

    Medidas de distancia:

    i

    mj

    i

    mj

    i

    mj

    i

    n

    i

    n

    i

    n

    Distancia Euclidea Distancia Manhattan Distancia Tchebichev

    Procesamiento de la imagen 11

    = (i-n) 2 + (j-m) 2 = |i-n| + |j-m| = max[ |i-n|, |j-m| ]

  • Conceptos bsicosConceptos bsicos

    Convolucin

    h(+1,+1) h(+1,0) h(+1,-1)

    180 183 122 120 119 123 123 122

    177 189 188 122 133 128 120 123

    h(m,n)

    h(+1,+1) h(+1,0) h(+1,-1)

    h(0,+1) h(0,0) h(0,-1)

    h(-1,+1) h(-1,0) h(-1,-1)

    170 144 146 140 155 156 167 165

    177 200 203 199 196 150 130 150

    170 158 155 147 126 125 140 156

    166 153 138 136 143 143 145 160

    176 166 169 155 133 155 175 170

    172 177 163 156 166 156 200 166

    Ima ge n o rig in al f(i, j) Im ag en re sulta nte g (i ,j )

    g i j,( ) f h f i m j n,( )h m n,( )n

    m= =

    Procesamiento de la imagen 12Convolucin 1D Convolucin 2D

    El kernel (mscara) se voltea respecto al origen ( la imagen, esconmutativo)

    En MATLAB: conv2 (filter2 o imfilter no voltean correlacion)

  • Conceptos bsicosConceptos bsicosPropiedades de la ConvolucinPropiedades de la Convolucin

    Conmutativa:

    Asociativa:

    Distributiva:

    Asociativa respecto al producto escalar:

    Procesamiento de la imagen 13

    Derivada:

    Teorema de convolucin:

  • Suavizado de imgenesSuavizado de imgenes

    SUAVIZADO DE IMGENESSUAVIZADO DE IMGENES

    ObjetivoObjetivo: Reducir ruido y/o efectos espurios como consecuencia : Reducir ruido y/o efectos espurios como consecuencia ObjetivoObjetivo: Reducir ruido y/o efectos espurios como consecuencia : Reducir ruido y/o efectos espurios como consecuencia del proceso de captura, digitalizacin y transmisin.del proceso de captura, digitalizacin y transmisin.

    Promediado del entornoPromediado del entorno Filtrado Filtrado gaussianogaussiano Filtro de la medianaFiltro de la mediana Promediado de imgenesPromediado de imgenes Filtrado en el dominio Filtrado en el dominio frecuencialfrecuencial (filtro paso bajo)(filtro paso bajo)

    Procesamiento de la imagen 14

    Filtrado en el dominio Filtrado en el dominio frecuencialfrecuencial (filtro paso bajo)(filtro paso bajo)

    DEMO MATLAB:DEMO MATLAB: Noise reduction filtering

  • Suavizado de imgenesSuavizado de imgenes

    SUAVIZADO DE IMGENESSUAVIZADO DE IMGENES

    RuidoRuido Sal y Sal y PimientaPimienta (Salt and pepper): (Salt and pepper): contienecontiene ocurrenciasocurrencias aleatoriasaleatorias de de pixelespixelesblancoblancos y s y negrosnegros

    RuidoRuido ImpulsoImpulso: : contienecontiene ocurrenciasocurrenciasaleatoriasaleatorias de de pixelespixeles blancosblancos

    RuidoRuido GaussianoGaussiano: : variacionesvariaciones en la en la intensidadintensidad queque siguensiguen unauna distribuciondistribucion

    Original Salt and pepper noise

    Procesamiento de la imagen 15

    intensidadintensidad queque siguensiguen unauna distribuciondistribucionNormal (Normal (GaussianaGaussiana))

    Gaussian noiseImpulse noise

    Fuente: S. Seitz

  • Suavizado de imgenesSuavizado de imgenes

    Promediado del entornoPromediado del entorno

    Reemplazar el nivel de gris de cada pixel por el valor medio de los niveles de grises de sus vecinos:

    Procesamiento de la imagen 16

    S : conjunto de p pixels situados en un entorno de (x,y)(nxm) : entorno de vecindad

  • Suavizado de imgenesSuavizado de imgenes

    Promediado del entornoPromediado del entorno

    Si se emplea un entorno de 3x3 el proceso es equivalente a Si se emplea un entorno de 3x3 el proceso es equivalente a convolucionar con una mscara de la forma:convolucionar con una mscara de la forma:

    1/91/91/91/91/91/9

    1/91/91/91/91/91/9

    1/91/91/91/91/91/9

    El tamao del entorno de vecindad seleccionado determina el grado El tamao del entorno de vecindad seleccionado determina el grado

    Procesamiento de la imagen 17

    El tamao del entorno de vecindad seleccionado determina el grado El tamao del entorno de vecindad seleccionado determina el grado de suavizado alcanzadode suavizado alcanzado

  • Suavizado de imgenesSuavizado de imgenes

    Promediado del entornoPromediado del entorno

    256256

    Perfil de la lnea 256 de las Perfil de la lnea 256 de las imgenes (b), (c) y (d)imgenes (b), (c) y (d)

    (a) Imagen original(a) Imagen original (b) Imagen con ruido(b) Imagen con ruido

    256256 imgenes (b), (c) y (d)imgenes (b), (c) y (d)

    0 100 200 300 400 5000

    0.5

    1

    0 100 200 300 400 5000

    0.5

    1

    0.5

    1

    Procesamiento de la imagen 18

    (c) Media 3x3(c) Media 3x3 (c) Media 9x9(c) Media 9x9

    0 100 200 300 400 5000

  • Suavizado de imgenesSuavizado de imgenes

    Promediado del entornoPromediado del entorno

    VentajaVentaja : Fcil de entender y aplicar : Fcil de entender y aplicar

    Inconveniente:Inconveniente: Enturbiamiento de los contornosEnturbiamiento de los contornos

    AlternativaAlternativa

    Procesamiento de la imagen 19

    PROBLEMASPROBLEMASNo elimina puntos espuriosNo elimina puntos espuriosQu valor de T se escoge?Qu valor de T se escoge?

  • Suavizado de imgenesSuavizado de imgenes

    Filtrado Filtrado gaussianogaussiano Reemplazar el nivel de gris de cada pixel una media ponderada de los

    niveles de grises vecinos

    Se implementa mediante una convolucin con la funcin gaussiana: Se implementa mediante una convolucin con la funcin gaussiana:

    Propiedad de separabilidad

    Procesamiento de la imagen 20

    0.003 0.013 0.022 0.013 0.003

    0.013 0.059 0.097 0.059 0.013

    0.022 0.097 0.159 0.097 0.022

    0.013 0.059 0.097 0.059 0.013

    0.003 0.013 0.022 0.013 0.003

    5 x 5, = 1

  • Suavizado de imgenesSuavizado de imgenes

    Filtrado Filtrado gaussianogaussiano Propiedad de separabilidad

    Procesamiento de la imagen 21

    % Separabilidad del operador Gaussiano% h = fspecial('gaussian',hsize,sigma)g_x = fspecial('gaussian',[1,5],1)g_y = fspecial('gaussian',[5,1],1)g=g_y*g_x %Propiedad de separabilidadh = fspecial('gaussian',[5,5],1) %da lo mismo que si se construye directamente en 2D

  • Suavizado de imgenesSuavizado de imgenes

    Filtrado gaussianoFiltrado gaussiano

    Es un filtro ptimo compromiso entre actuacin en espacio y frecuencia

    Dominio frecuencialDominio espacial

    Procesamiento de la imagen 22

  • Suavizado de imgenesSuavizado de imgenes

    Filtrado Filtrado gaussianogaussianoEs un filtro ptimo compromiso entre actuacin en espacio y frecuencia

    Procesamiento de la imagen 23Cortesa de Zhigang Zhu

  • Suavizado de imgenesSuavizado de imgenes

    Filtrado gaussianoFiltrado gaussiano

    En el caso discreto

    El tamao de la mscara depende de :

    equivalente a una convolucin con:

    331818606071715050181833

    11661818252518186611

    00113344331100

    Procesamiento de la imagen 24

    w

    11661818252518186611

    00113344331100

    331818606071715050181833

    44252571711001007171252544

  • Suavizado de imgenesSuavizado de imgenes

    Filtrado Filtrado gaussianogaussiano

    Mayor Sigma: ms suavizado ms enturbuiamiento

    Procesamiento de la imagen 25

  • Suavizado de imgenesSuavizado de imgenes

    Filtrado gaussianoFiltrado gaussianoVentajasVentajas : :

    -- Se aplica mediante Se aplica mediante convolucinconvolucin..-- Provoca un menor enturbiamiento de bordes que media simple. Provoca un menor enturbiamiento de bordes que media simple.

    Inconveniente:Inconveniente:

    -- Mscaras grandes incluso para valores de Mscaras grandes incluso para valores de pequeos, lo que pequeos, lo que implicara un elevado coste computacional.implicara un elevado coste computacional.

    Afortunadamente Afortunadamente

    Procesamiento de la imagen 26

    Afortunadamente Afortunadamente es separablees separable Aplicar filtro 1D por filas y columnasAplicar filtro 1D por filas y columnas

    g(g(x,yx,y)=g(x)g(y))=g(x)g(y)

  • Suavizado de imgenesSuavizado de imgenes

    Filtro de la medianaFiltro de la mediana

    Reemplazar el nivel de gris de cada pixel por la mediana de los niveles de grises vecinos

    Se aplica tomando el elemento central de los niveles de grises de los pixels vecinos ordenados de menor a mayor:

    101050501010

    121211111010 ORDENACIN DEL ENTORNOORDENACIN DEL ENTORNO

    505012121212111111111010101010101010

    Procesamiento de la imagen 27

    111112121010

    101050501010

    ENTORNO 3x3ENTORNO 3x3

    505012121212111111111010101010101010

    medianamediana

  • Pr

    e

    p

    r

    o

    d

    e

    s

    a

    m

    i

    e

    n

    t

    o

    d

    e

    I

    m

    g

    e

    n

    e

    s

    P

    r

    e

    p

    r

    o

    d

    e

    s

    a

    m

    i

    e

    n

    t

    o

    d

    e

    I

    m

    g

    e

    n

    e

    s

    Suavizado de imgenesSuavizado de imgenes

    Filtro de la medianaFiltro de la medianaP

    r

    e

    p

    r

    o

    d

    e

    s

    a

    m

    i

    e

    n

    t

    o

    d

    e

    I

    m

    g

    e

    n

    e

    s

    P

    r

    e

    p

    r

    o

    d

    e

    s

    a

    m

    i

    e

    n

    t

    o

    d

    e

    I

    m

    g

    e

    n

    e

    s

    (a) Imagen con ruido de (a) Imagen con ruido de nieve (salt & pepper)nieve (salt & pepper)

    (b) Mediana(b) Mediana (c) Media 3x3(c) Media 3x3

    Procesamiento de la imagen 28

    P

    r

    e

    p

    r

    o

    d

    e

    s

    a

    m

    i

    e

    n

    t

    o

    d

    e

    I

    m

    g

    e

    n

    e

    s

    P

    r

    e

    p

    r

    o

    d

    e

    s

    a

    m

    i

    e

    n

    t

    o

    d

    e

    I

    m

    g

    e

    n

    e

    s

    nieve (salt & pepper)nieve (salt & pepper)

  • Suavizado de imgenesSuavizado de imgenes

    Filtro de la medianaFiltro de la mediana

    VentajasVentajas : : -- Conserva los bordes de la imagenConserva los bordes de la imagen-- Conserva los bordes de la imagenConserva los bordes de la imagen-- Elimina puntos espurios Elimina puntos espurios

    Inconveniente:Inconveniente:-- Elevado Elevado coste computacionalcoste computacional (ordenacin)(ordenacin)

    Algoritmo de la pseudomedianaAlgoritmo de la pseudomedianaAlternativaAlternativa

    Procesamiento de la imagen 29

    -- Elimina lneas delgadas y redondea las esquinasElimina lneas delgadas y redondea las esquinas

    AlternativaAlternativa Variar entorno de vecindadVariar entorno de vecindad

  • Suavizado de imgenesSuavizado de imgenes

    Promediado de imgenesPromediado de imgenes

    Promediar los niveles de grises de pixels de distintas imgenes de una misma escena cuya nica diferencia, en teora, es el ruidomisma escena cuya nica diferencia, en teora, es el ruido

    Procesamiento de la imagen 30

    Si es un ruido blanco, entonces:

  • Suavizado de imgenesSuavizado de imgenes

    Promediado de imgenesPromediado de imgenes

    RuidoGaussiano

    Ruido tipo

    1 imagen 10 imgenes 50 imgenes

    Procesamiento de la imagen 31

    Ruido tiposal y pimienta

  • Suavizado de imgenesSuavizado de imgenes

    Promediado de imgenesPromediado de imgenes

    VentajasVentajas : : -- Conserva los bordes de la imagenConserva los bordes de la imagen-- Reduce el ruido inherente de las imgenes reales Reduce el ruido inherente de las imgenes reales

    Inconveniente:Inconveniente:Solo se puede aplicar con imgenes en las que no exista Solo se puede aplicar con imgenes en las que no exista movimiento en el momento de la captura de una secuencia de movimiento en el momento de la captura de una secuencia de imgenesimgenes

    Procesamiento de la imagen 32

    imgenesimgenes

  • Suavizado de imgenesSuavizado de imgenes

    Filtrado en el dominio frecuencialFiltrado en el dominio frecuencial

    Transiciones bruscas en los niveles de grises de una imagen contribuyen fuertemente en las componentes de altas frecuencias

    Atenuando el rango especfico de las componentes de altas frecuencias en la transformada se puede eliminar el ruido en el dominio espacial.

    Dominio frecuencial

    Paso baja Paso alta Paso banda

    Procesamiento de la imagen 33

    Dominio espacial

  • Suavizado de imgenesSuavizado de imgenes

    Filtrado en el dominio frecuencialFiltrado en el dominio frecuencial

    Aplicacin:f(x,y)f(x,y) F(u,v)F(u,v)FFFFFFFF {f(x,y)}{f(x,y)}

    %Visualizar espectro de Fourier%Visualizar espectro de Fourier

    im=imread('saturn.tif');im=imread('saturn.tif');f(x,y)f(x,y) F(u,v)F(u,v)

    g(x,y)g(x,y) G(u,v)G(u,v)FFFFFFFF--11 {G(u,v)}{G(u,v)}

    G(u,v) = G(u,v) = H(u,v) H(u,v) x F(u,v)x F(u,v)imf = imf = fft2fft2 (im);(im);imfs = imfs = fftshiftfftshift (imf);(imf);colormap(gray); colormap(gray); imageimage(imfs);(imfs);

    Procesamiento de la imagen 34

    La multiplicacin en el dominio frecuencial equivale a la La multiplicacin en el dominio frecuencial equivale a la convolucin en el dominio espacialconvolucin en el dominio espacial

  • Suavizado de imgenesSuavizado de imgenes

    Filtrado en el dominio frecuencialFiltrado en el dominio frecuencial

    - Filtro ideal paso bajo (ILPF):

    Imagen ILPFImagen ILPFILPF 2DILPF 2DD0

    0

    1

    ILPF 1DILPF 1D

    - Filtro de Butterworth (BLPF)

    Procesamiento de la imagen 35

    D0BLPF 1DBLPF 1D0

    0.5

    1

    Imagen BLPFImagen BLPFBLPF 2DBLPF 2D

  • Suavizado de imgenesSuavizado de imgenes

    Filtrado en el dominio frecuencialFiltrado en el dominio frecuencial

    - Filtro ideal paso bajo (ILPF):

    - Filtro de Butterworth (BLPF)

    H(u,v) =1 si D (u,v) D0

    0 si D(u,v) > D0

    Frecuencia de corteFrecuencia de corte

    Distancia al eje de frecuenciasDistancia al eje de frecuencias

    Procesamiento de la imagen 36

    Orden del filtroOrden del filtro

  • Suavizado de imgenesSuavizado de imgenes

    Filtrado en el dominio frecuencialFiltrado en el dominio frecuencial

    ILPF (D0 = 70)

    FFTFFT

    ILPF (D0 = 70)

    IFFTIFFT

    Procesamiento de la imagen 37

    Espectro de FourierEspectro de Fourier(Imagen filtrada)(Imagen filtrada)

    Espectro de FourierEspectro de Fourier(Imagen original)(Imagen original)

    H(u,v)H(u,v)

    **

  • Suavizado d imgenesSuavizado d imgenes

    Filtrado en el dominio frecuencialFiltrado en el dominio frecuencial

    BLPF (D0 = 50, n=1)

    FFTFFT

    BLPF (D0 = 50, n=1)

    IFFTIFFT

    Procesamiento de la imagen 38

    Espectro de FourierEspectro de Fourier(Imagen original)(Imagen original)

    H(u,v)H(u,v)

    **

    Espectro de FourierEspectro de Fourier(Imagen filtrada)(Imagen filtrada)

  • Realce de ImgenesRealce de Imgenes

    REALCE DE IMGENESREALCE DE IMGENESObjetivosObjetivos: :

    -- Aumentar el contraste mediante la redistribucin de los Aumentar el contraste mediante la redistribucin de los -- Aumentar el contraste mediante la redistribucin de los Aumentar el contraste mediante la redistribucin de los niveles de grises de la imagen.niveles de grises de la imagen.

    -- Adaptarse de forma automtica a los cambios de Adaptarse de forma automtica a los cambios de iluminacin.iluminacin.

    Transformacin de la paletaTransformacin de la paleta Igualacin de histogramaIgualacin de histograma

    Procesamiento de la imagen 39

    Igualacin de histogramaIgualacin de histograma Especificacin de histogramaEspecificacin de histograma Realce localRealce local

  • Realce de ImgenesRealce de Imgenes

    Transformacin de la paletaTransformacin de la paleta

    Idea:Idea: Estirar y desplazar el histograma para aprovechar mejor el rango Estirar y desplazar el histograma para aprovechar mejor el rango de niveles de grisesde niveles de grises

    Procesamiento de la imagen 40

  • Realce de ImgenesRealce de Imgenes

    Escalado NoEscalado No--LinealLinealf(x,y) = g(x,y)

    Transformacin de la paletaTransformacin de la paleta

    < 1 para aumentar el contraste de las zonas oscuras > 1 para aumentar el contraste de las zonas claras

    0.5

    1

    =1=1=1=1

    1

  • Realce de ImgenesRealce de Imgenes

    Escalado NoEscalado No--LinealLineal f(x,y) = g(x,y)Transformacin de la paletaTransformacin de la paleta

    = 0.5 (raiz cuadrada)

    0.5

    1

    Procesamiento de la imagen 42

    0 0.5 10

    Cortesa de Zhigang Zhu

  • Realce de ImgenesRealce de Imgenes

    Escalado NoEscalado No--LinealLineal f(x,y) = g(x,y)Transformacin de la paletaTransformacin de la paleta

    = 3

    0.5

    1

    Procesamiento de la imagen0 50 100 150 200 250

    0

    500

    1000

    1500

    2000

    2500

    3000

    3500

    4000

    0 50 100 150 200 250

    0

    500

    1000

    1500

    2000

    2500

    3000

    3500

    4000

    0 0.5 10

  • Realce de ImgenesRealce de Imgenes

    Igualacin de histogramasIgualacin de histogramas

    Idea:Idea: Modificar la imagen para lograr un aprovechamiento Modificar la imagen para lograr un aprovechamiento ptimo del rango de niveles de grises mediante una ptimo del rango de niveles de grises mediante una distribucin uniforme de los mismos.distribucin uniforme de los mismos.distribucin uniforme de los mismos.distribucin uniforme de los mismos.

    Imagen con mal aprovechamiento Imagen con mal aprovechamiento de los niveles de grisesde los niveles de grises

    Imagen con buen aprovechamiento Imagen con buen aprovechamiento de los niveles de grisesde los niveles de grises

    Procesamiento de la imagen 44

    0 50 100 150 200 2500

    0.1

    0.2

    0.3

    0.4

    0.5

    0.6

    0.7

    0.8

    0.9

    1

    Niveles de Grises

    HISTOGRAMA

    F

    r

    e

    c

    u

    e

    n

    c

    i

    a

    de los niveles de grisesde los niveles de grises

    0 50 100 150 200 2500

    0.2

    0.4

    0.6

    0.8

    1

    Niveles de Grises

    F

    r

    e

    c

    u

    e

    n

    c

    i

    a

    HISTOGRAMA

    de los niveles de grisesde los niveles de grises

  • Pr

    e

    p

    r

    o

    d

    e

    s

    a

    m

    i

    e

    n

    t

    o

    d

    e

    I

    m

    g

    e

    n

    e

    s

    P

    r

    e

    p

    r

    o

    d

    e

    s

    a

    m

    i

    e

    n

    t

    o

    d

    e

    I

    m

    g

    e

    n

    e

    s

    Realce de ImgenesRealce de Imgenes

    Igualacin de histogramasIgualacin de histogramas

    Imagen OriginalImagen Original Imagen RealzadaImagen RealzadaFuncin de transformacinFuncin de transformacin

    P

    r

    e

    p

    r

    o

    d

    e

    s

    a

    m

    i

    e

    n

    t

    o

    d

    e

    I

    m

    g

    e

    n

    e

    s

    P

    r

    e

    p

    r

    o

    d

    e

    s

    a

    m

    i

    e

    n

    t

    o

    d

    e

    I

    m

    g

    e

    n

    e

    s

    0 50 100 150 200 2500

    0.1

    0.2

    0.3

    0.4

    0.5

    0.6

    0.7

    0.8

    0.9

    1HISTOGRAMA

    F

    r

    e

    c

    u

    e

    n

    c

    i

    a

    0 50 100 150 200 2500

    50

    100

    150

    200

    250

    Niveles de Entrada

    N

    i

    v

    e

    l

    e

    s

    d

    e

    S

    a

    l

    i

    d

    a

    FDP ACUMULADA

    Procesamiento de la imagen 50

    P

    r

    e

    p

    r

    o

    d

    e

    s

    a

    m

    i

    e

    n

    t

    o

    d

    e

    I

    m

    g

    e

    n

    e

    s

    P

    r

    e

    p

    r

    o

    d

    e

    s

    a

    m

    i

    e

    n

    t

    o

    d

    e

    I

    m

    g

    e

    n

    e

    s

    0 50 100 150 200 250Niveles de Grises

    Histograma de la imagen originalHistograma de la imagen original

    0 50 100 150 200 2500

    0.1

    0.2

    0.3

    0.4

    0.5

    0.6

    0.7

    0.8

    0.9

    1

    Niveles de Grises

    F

    r

    e

    c

    u

    e

    n

    c

    i

    a

    HISTOGRAMA

    Histograma de la imagen realzadaHistograma de la imagen realzada

    DEMO MATLAB:DEMO MATLAB: Image histogram and intensity adjustment

  • Realce de ImgenesRealce de Imgenes

    Especificacin de histogramasEspecificacin de histogramas

    Idea:Idea: Modificar una imagen de tal forma que la imagen Modificar una imagen de tal forma que la imagen resultante tenga un histograma determinadoresultante tenga un histograma determinado

    ????????

    Imagenoriginalr (x,y)

    Imagen Igualada

    s(x,y)

    T(r) T(r)

    GG--11(s)(s)

    Procesamiento de la imagen 51

    ????????

    IMAGEN Con histograma

    especificadoz (x,y) GG--11(i)(i)

    Imagen Igualada

    i(x,y)

    G(z)G(z)

  • Realce de ImgenesRealce de Imgenes

    Especificacin de histogramasEspecificacin de histogramasImagen OriginalImagen Original Imagen RealzadaImagen Realzada

    0.9

    1HISTOGRAMA

    0 50 100 150 200 2500

    0.1

    0.2

    0.3

    0.4

    0.5

    0.6

    0.7

    0.8

    Niveles de grises

    F

    r

    e

    c

    u

    e

    n

    c

    i

    a

    s

    Histograma especificadoHistograma especificado

    0.9

    1HISTOGRAMA

    1HISTOGRAMA

    Procesamiento de la imagen 52

    0 50 100 150 200 2500

    0.1

    0.2

    0.3

    0.4

    0.5

    0.6

    0.7

    0.8

    0.9

    Niveles de grises

    F

    r

    e

    c

    u

    e

    n

    c

    i

    a

    s

    Histograma de la imagen originalHistograma de la imagen original

    0 50 100 150 200 2500

    0.1

    0.2

    0.3

    0.4

    0.5

    0.6

    0.7

    0.8

    0.9

    Niveles de grises

    F

    r

    e

    c

    u

    e

    n

    c

    i

    a

    s

    Histograma de la imagen realzadaHistograma de la imagen realzada

  • Realce de ImgenesRealce de Imgenes

    Realce localRealce local

    Idea:Idea: Plantear el realce a partir de la distribucin de Plantear el realce a partir de la distribucin de intensidades sobre en intensidades sobre en entorno de cada pixelentorno de cada pixel de la de la imagen.imagen.imagen.imagen.

    Aplicacin:Aplicacin: Definir una ventana NxM que es posicionada Definir una ventana NxM que es posicionada pixel a pixel por la imagen, operando solamente en pixel a pixel por la imagen, operando solamente en dicho entorno en base a los atributos de las dicho entorno en base a los atributos de las intensidades de sus pixels.intensidades de sus pixels.

    Procesamiento de la imagen 53

    EJEMPLO : Aplicar igualacin o especificacin EJEMPLO : Aplicar igualacin o especificacin empleando slo un conjunto de pixels vecinosempleando slo un conjunto de pixels vecinos

  • Realce de ImgenesRealce de Imgenes

    Realce localRealce localMedia del entorno Media del entorno

    de vencidadde vencidad

    Media de la imagen Media de la imagen completa completa

    Desviacin tpica del Desviacin tpica del entorno de vencidadentorno de vencidad

    Procesamiento de la imagen 54

    Constante entre 0 y 1Constante entre 0 y 1

    GANANCIA DEL FILTROGANANCIA DEL FILTRO