PROCESAMIENTO DIGITAL DE IMGENES

6.1.- INTRODUCCIONEl Tratamiento Digital de Imgenes contempla el procesamiento y el anlisis de imgenes. El procesamiento est referido a la realizacin de transformaciones y a la restauracin y mejoramiento de las imgenes. El anlisis consiste en la extraccin de propiedades y caractersticas de las imgenes, as como la clasificacin e identificacin y el reconocimiento de patrones.La importancia del procesamiento y anlisis digital de imgenes se encuentra en: Medicina Biologa Astronoma Historia Geologa Criminalistica FotografaEstas aplicaciones tienen un gran valor cientficotcnico pero quizs su importancia social, desde e punto de vista de su repercusin sobre la sociedad en general y el hombre en particular sea su caracterstica ms importante.En el procesamiento digital de imgenes deben tomarse en cuenta varios aspectos como la percepcin psicovisual del ser humano. ste es un factor importante porque independientemente del tratamiento que se le aplique a una imagen, el observador ser quien, segn su percepcin, decidir si dicha imagen le agrada o no.El desarrollo de los mtodos de procesamiento digital de imgenes tiene su origen en dos reas principales de aplicacin: el mejoramiento de la informacin pictrica para la interpretacin humana, y el procesamiento de datos de la imagen para la percepcin de mquina autnoma en el que se incluyen etapas de transmisin y/o almacenamiento de estos datos.La herramienta usada en el tratamiento digital de las imgenes son las matemticas; los conceptos que se vern son bsicos. La computadora y los algoritmos que se implementan sobre stas tambin tienen un papel muy importante en la manipulacin de las imgenes.El procesamiento digital de imgenes aparece tardamente en la historia de lacomputacin, ya que antes de pensar en ello, haba que desarrollar el hardware y los sistemas operativos grficos que permitieran hacerlo. Por otro lado, los algoritmos y las tcnicas de optimizacin que han tenido que desarrollarse para el procesamiento digital de imgenes son muy sofisticados y elaborados. En la actualidad existen muchas aplicaciones de software que permiten el procesamiento digital de imgenes, mucho de este utiliza tcnicas o algoritmos que son bien conocidos por la comunidad que trabaja en ello, pero otros utilizan sus propias variantes o tcnicas nuevas que estn poco documentadas.

Hay diferentes tcnicas que existen para procesar imgenes, estas tcnicas podemos agruparlas en tres grandes grupos:

Modificacin de Color Modificacin de Imagen Generacin de efectos.

6.2.- OBJETIVOS. Extraer informacin de imgenes digitales. Utilizar herramientas informticas para la extraccin de informacin. Capturar, realzar, segmentar, medir, identificar y visualizar objetos de inters en las imgenes. Aplicaciones en diversas reas: medicina, medioambiente, industria,seguridad, gestin.Qu es una imagen digital?Una imagen digital es una representacin bidimensional de una imagen a partir de una matriz numrica, frecuentemente en binario (unos y ceros). Dependiendo de si la resolucin de la imagen es esttica o dinmica, puede tratarse de una imagen matricial (o mapa de bits) o de un grfico vectorial. El mapa de bits es el formato ms utilizado, aunque los grficos vectoriales tienen uso amplio en la autoedicin y en las artes grficasUn tipo de imagen que puede ser manipulada por un equipo informtico La transformacin de una imagen analgica en una digital es lo que conocemos como digitalizacin, y ste es el primer paso para el tratamiento digital de imgenes.Formacin y tipos de imgenes Desde un punto de vista fsico, una imagen puede considerarse como un objeto plano cuya intensidad luminosa y color puede variar de un punto a otro. Si se trata de imgenes monocromas (blanco y negro), se pueden representar como una funcin continua f(x, y) donde (x, y) son sus coordenadas y el valor de f es proporcional a la intensidad luminosa (nivel de gris) en ese punto.Las imgenes son representaciones de objetos los cuales son sensados a travs de su energa radiante, por ejemplo, la luz. Por tanto, por definicin la formacin de una imagen requiere de una fuente de radiacin, un objeto y un sistema de formacin. Las fuentes de formacin pueden ser de varios tipos (fuente de luz blanca, sistemas con lser, tubos de rayos X, fuentes trmicas y tambin fuentes de ondas acsticas).OBTENCINLas imgenes digitales se pueden obtener de varias formas: Por medio de dispositivos de conversin analgica-digital como los escneres y las cmaras digitales. Directamente mediante programas informticos, como por ejemplo realizando dibujos con el ratn (informtica) o mediante un programa de renderizacin 2D.Las imgenes digitales se pueden modificar mediante filtros, aadir o suprimir elementos, modificar su tamao, etc. y almacenarse en un dispositivo de grabacin de datos como por ejemplo un disco duro.ESTRUCTURALa mayora de formatos de imgenes digitales estn compuestos por una cabecera que contiene atributos (dimensiones de la imagen, tipo de codificacin, etc.), seguida de los datos de la imagen en s misma. La estructura de los atributos y de los datos de la imagen es distinto en cada formato.Adems, los formatos actuales aaden a menudo una zona de metadatos ("metadata" en fotografa (Escala de sensibilidad , flash, etc.)Estos metadatos se utilizan muy a menudo en el formato extensin cmaras digitales y videocmaras.EDICIN DE IMGENESSi una imagen representada en dominio espacial la pasamos a dominio frecuencial, podemos modificar los valores de la luminosidad (que en dominio frecuencial se ven representados como componente de frecuencia f) de tal manera que podemos ampliar, decrementar o eliminar su amplitud y de esta forma modificamos la imagen.Por ejemplo, si en el dominio frecuencial modificamos la componente 0, lo que estaremos haciendo es modificar la tonalidad de luz de la imagen.Esto ha dado como resultado un gran nmero de aplicaciones, des de ptica, hasta la visualizacin de imgenes con rayos X para fines mdicos.

6.3 OPERACIONES DE PROCESAMIENTO DE IMGENES Puede ser empleada por mtodos pticos, fotogrficos y digitales El sistema de computacin grafica es el mtodo eficaz que dio origen a la tcnica de procesamiento de imgenes. Las imgenes impresas en papel fotogrfico, no permite la utilizacin plena de toda la informacin contenida en ellas. Para procesamiento de imgenes (multiespectrales) geo-referenciados (topogrficos, geoqumica, geofsica, etc.) son utilizados imgenes estructurales digitalmente en una malla o grid regular para efectos de visualizacin en un monitor de video

TRATAMIENTO DE IMGENES: El tratamiento de imgenes por computadora surgi inicialmente como aplicacin de procedimientos matemticos tendientes a corregir las fotografas y mejorar su interpretacin.

Posteriormente, con el desarrollo de la tecnologa y la aparicin de nuevos sensores de imgenes, procedimientos computacionales y algoritmos matemticos o estadsticos, los procesos se fueron sofisticando y masificando por los menores costos de hardware y software y hoy en da permiten, no slo la mejora de imgenes para interpretacin visual humana, sino tambin su interpretacin por una mquina, en campos tales como: teledeteccin, robots industriales para montaje e inspeccin, reconocimiento de objetivos militares, procesamiento de huellas dactilares, anlisis de muestras de sangre y radiografas, prediccin del tiempo atmosfrico y de las cosechas, microscopa, reconocimiento de caracteres, etc.

6.3.1 EL PROCESAMIENTO DIGITAL DE IMGENESConsiste entonces en la manipulacin, mejoramiento y extraccin de informacin de las imgenes naturales con el uso de computadoras digitales.En este resumen mencionaremos procesos generales aplicados en imgenes digitales y otros especficos que se utilizan en imgenes de sensores remotos. Los procesos que se describen son algunos de los ms comunes que se utilizan.

SENSORES REMOTOS. DEFINICIN:El trmino sensores remotos (o tambin teledeteccin) se refiere a la observacin a distancia (remota) de la superficie terrestre.

Las plataformas sobre las cuales van montados los sensores, son aviones o satlites.

Los sensores que observan desde esas plataformas pueden ser pasivos (pticos) (cmaras fotogrficas, barredores multiespectrales, detectores CCD), los cuales captan la luz solar que refleja la superficie terrestre, en diversas bandas espectrales, o bien activos, tales como el radar de apertura sinttica, el cual emite una seal y capta los ecos reflejados por los elementos de la superficie.

Las imgenes obtenidas con estos sensores tienen un formato digital (o si no lo tienen pueden ser digitalizadas, como en el caso de las fotografas areas) y pueden ser procesadas por computadora.

6.3.2 CLASIFICACIN DE LAS TCNICAS DE PROCESAMIENTO DE IMGENES:1- Digitalizacin y cuantificacin: pasaje de imgenes continas a discretas. Esto es inherente al sistema sensor o en el caso de fotos se puede realizar posteriormente con un escner.2- Preprocesamiento: normalizacin de los datos de entrada.3- Mejora o realce: operaciones tendientes a mejorar la apariencia de los datos de entrada.4- Restauracin: recuperacin de la imagen original, en el supuesto de que los datos de entrada se encuentren afectados a algn tipo de degradacin, como por ejemplo ruidos, turbulencia atmosfrica, movimientos indeseados de la plataforma, etc.5- Codificacin: consiste en la compresin de informacin con el objeto de reducir el costo de transmisin de las imgenes, un almacenamiento ms eficiente y su tratamiento numrico.6- Anlisis: consiste en la obtencin de descripciones numricas o simblicas de la imagen de partida, es decir se extrae informacin significativa de la imagen.7- Reconstruccin: obtencin de informacin de un objeto en base a sus proyecciones, como por ej. tomografa o resonancia en medicina. En el campo de la teledeteccin, podramos encuadrar aqu a la obtencin de imgenes terrestres en perspectiva a partir de una imagen satelital y su modelo digital (elevacin) de terreno.8- Transformaciones: como por ejemplo georreferenciacin de imgenes satelitales utilizando datoscartogrficos, combinacin de imgenes de distintos sensores, combinaciones multitemporales, etc.

6.3.3 REPRESENTACIN DIGITAL DE UNA IMAGENUna imagen de un objeto real (imagen analgica) es continua tanto en la variacin espacial como en la variacin de sus niveles de gris o brillo. Ahora bien, una computadora digital maneja datos numricos, de manera que para poder manipular una imagen es necesario expresar a la misma como un arreglo de datos numricos, por lo cual es necesario discretizar la imagen tanto en el espacio (geometra) como en la amplitud de grises (radiometra) y representarla como una matriz numrica.

La discretizacin: en el espacio se denomina muestreo, pues se toman muestras de la imagen a intervalos regulares.La discretizacin: en amplitud se llama cuantizacin, y consiste en la asignacin de niveles de gris discretos al brillo o gris promedio dentro de cada muestra o pixel.

La asignacin devalores numricos alos distintos niveles de gris se denomina codificacin, pues se relaciona la informacin visual de los distintos tonos de gris con un cdigo numrico arbitrario.

El proceso muestreo cuantificacin codificacin se denomina digitalizacin. IMAGEN DIGITAL O DISCRETA: Una imagen digital o discreta queda entonces representada por una grilla o matriz de elementos (pixeles), donde cada elemento est ubicado en una determinada lnea y columna de la matriz y tiene un valor entero correspondiente al brillo medio en el sector que comprende. Esta disposicin de pixeles en una grilla se denomina formato raster, en contraposicin con el formato vectorial usado en computacin grfica. El trmino pixel proviene del ingls: picture element.

La resolucin geomtrica o espacial de una imagen est dada por el tamao de la muestra - o pixel, en este caso, que est relacionado con el tamao del mnimo elemento discernible en la imagen, o bien la mnima distancia en que dos objetos prximos se distinguen como diferentes. Se hace la salvedad de que a veces pueden verse objetos ms pequeos que el tamao correspondiente a la resolucin espacial debido a que tienen una alta respuesta (alta reflectancia en sensor ptico o retrodispersin en radar), y al ser tan brillantes saturan el promedio de respuesta en un cierto radio de accin.

La resolucin radiomtrica de una imagen est dada por los distintos tonos de gris (la cantidad de stos), con que se puede representar a los pixeles.

En la siguiente figura se representan los conceptos de resolucin enunciados, para el caso de una seal unidimensional, por ejemplo una lnea de imagen.

Si el tamao del pixel disminuye y la diversidad de tonos de gris es mayor, es decir, si las resoluciones espacial y radiomtrica mejoran, entonces la imagen digital se parece ms a la imagen analgica original y pueden llegar a confundirse visualmente.

Las resoluciones geomtrica y radiomtrica dependen del dispositivo sensor que capta y digitaliza una imagen.Las imgenes se almacenan en distintos formatos de archivos, y en el caso de imgenes satelitales, existen registros y archivos auxiliares en donde se guarda una cantidad de informacin asociada con las caractersticas de obtencin de la imagen, tales como fecha, datos de la plataforma, ngulo de toma, etc.

PROCESAMIENTO DIGITAL DE IMGENES SATELITALES DE TODO TIPO DE SENSOR AEROESPACIALGeomatica es completamente compatible con ArcGIS ya que PCI Geomatics de Canada es Business Partner de ESRI Inc. de los EE.UU

MATLAB es uno de los mejores y ms completos entornos interactivos que existen. MATLAB est especializado en la realizacin de clculos complejos, la implementacin de nuevos algoritmos.

Sistemas de Informacin Geogrfica (SIG) permiten volcar la informacin en mapas temticos que posibilitan el control y la evaluacin del rea estudiada.

TIPOS DE IMGENES Imgenes de reflexin: sensan la radiacin que ha sido reflejada por las superficies de los objetos (informacin obtenida: forma, textura, color). Imgenes de emisin: los objetos que se transforman en imgenes son originalmente luminosos (focos, estrellas). Imgenes de absorcin: proporcionan informacin sobre la estructura interna del objeto (la radiacin pasa a travs de l).

CARACTERSTICAS DE LAS IMGENES DE SENSORES REMOTOS

Las imgenes colectadas por sensores remotos, poseen algunas caractersticas que diferencian de otras imgenes digitales, esas caractersticas son: ESTRUCTURA DE LA IMGENES DE SENSORES REMOTOS Las imgenes estn constituidas por una disposicin de elementos en forma de una malla. Cada celda de grid de elementos tienen una localizacin definida en un sistema de coordenadas X;Y Cada celda posee un atributo numrico z (nivel de gris, que vara de blanco a negro) = DN DN de una celda representa la intensidad de la energa electromagntica (reflejada o emitida por los diferentes materiales presentes en el pixel) medida por el sensor.

Origen de grid PIXEL = picture elementpixel

DN

Fila una imagen LANSAT est compuesto de 6.550 x 65550 elementos = 42 millones de pixeles para cada banda

IMAGEN DE UNA CRUZ COMPUESTA POR DOS REAS

reas blancas reas negras cada pixel con matriz numrica DN varia: 0 (negro) a 255 (blanco)OBSERVACINUna imagen no digital (fotografa area) puede ser transformada en imagen digital a travs de un proceso conocido digitalizacin con la ayuda de un equipo perifrico denominado escner , que trasforma en una imagen anloga (fotografas, mapas, etc.). compuesto por lneas y columnas, con cada celda predefinido y con un valor de DN la nueva matriz convertida en formato digital grfico, puede ser leda y manipulada por sistemas de procesamiento digital. NO DIGITAL DIGITALIZACION IMAGEN ANALOGA

FOTOGRAFIAS MAPAS COMPUESTOS POR LINEAS Y COLUMNAS SCANERFOTOGRAFIA AEREA Transformada por Proceso de

FORMATO DIGITAL GRAFICORESOLUCIONES DELASIMGENESDESENSORES REMOTOS:

Si los sensores son pasivos u pticos, la resolucin geomtrica est relacionada con las caractersticas del sistema ptico. En el caso de barredores montados en aviones o satlites, donde hay un espejo oscilante, est dada por el ngulo instantneo de visin (IFOV), por ejemplo el antiguo MSS scanner de la serie LANDSAT. Si se trata de arreglos CCD (Charged Coupled Device), tales como el sensor de la serie SPOT, la resolucin geomtrica est dada por el sistema ptico y por las caractersticas de este arreglo CCD. Las resoluciones radiomtricas de los sistemas estn relacionada con las caractersticas del sistema opto-electrnico que transformalainformacinvisualenseales elctricas, y con el proceso de digitalizacin de estasseales.

Otra caracterstica de los sensores pasivos, es que captan las imgenes en distintas bandas del espectro electromagntico (bandas del visible, infrarrojo cercano, medio y trmico), lo que puede lograrse colocando filtros para cada banda entre el sensor y la imagen a captar. En este caso se obtiene una imagen multiespectral, es decir una imagen compuesta por tantas imgenes o planos como bandas son captadas. Cada plano o canal es una imagen en tonos de gris que representan la reflectancia del terreno en esa banda espectral. Estos planos pueden considerarse como versiones distintas de una misma cosa. Si a tres cualquiera de estos planos se les asignan los colores azul, verde y rojo (en un monitor color, por ej.), se obtiene lo que se denomina una imagen en falso color.

Sensores Pasivos u pticos

Si se dispone de las bandas espectrales azul, verde y roja correspondientes al visible (ej: bandas

1, 2 y 3 de Landsat TM) y se les asignan los colores correspondientes azul, verde y rojo, se obtiene

una imagen en color natural.

Dado que cada elemento de la superficie terrestre refleja la luz solar en distintas proporciones en cada banda del espectro (esto conforma su firma espectral), el hecho de contar con un juego de datos multiespectrales es muy importante ya que permite que se identifiquen mejor los elementos presentes en la escena.Cuantas ms bandas espectrales tenga una imagen y ms finas stas sean, mejor ser su

resolucin espectral. Ej: el sensor LANDSAT Thematic Mapper tiene 30 m de resolucin espacial

y 7 bandas espectrales. El sensor SPOT HRV tiene mejor resolucin espacial (20 m) pero peor informacin espectral (3 bandas).Con respecto a los sensores activos, tales como el radar de apertura real (SLAR) o sinttica (SAR), proveen imgenes de una sola banda y en el nivel de gris del pixel intervienen diversos factores, tales como la rugosidad del suelo, humedad del mismo, tipo de elemento, pendiente delterreno, longitud de onda de la seal incidente, etc. La principal ventaja de este tipo de imgenes es

que son todo tiempo, resultando una fuente de informacin muy importante en zonas donde la cobertura de nubes es muy frecuente e impide a los sensores pticos obtener buenas imgenes. Como desventaja se menciona el hecho de que poseen una sola banda y que deben ser sometidas aun filtrado previo para reduccin de ruido speckle, que es inherente a este tipo de imgenes.

Asimismo, en zonas montaosas, el efecto topogrfico del relieve introduce distorsiones que deben

ser minimizadas con la aplicacin de software de correccin especfico.

Para los sensores activos, la resolucin geomtrica en azimut (direccin del vuelo) est relacionada con las caractersticas de la antena, y en alcance (perpendicular a la lnea de vuelo ) depende del ancho del pulso transmitido y el ngulo de depresin. Cabe aclarar que como este ngulo es variable transversalmente a la escena, la resolucin tambin lo es, por lo tanto se realizaun remuestreo de los pixeles para que representen la misma rea, y as resulta que la resolucin de

la imagen puede no coincidir con el tamao del pixel.

Sensores Activos (Radar)

Se observa adems en la figura anterior que la ubicacin de un elemento sobre la lnea de imagen est relacionada con el tiempo de retorno del eco (se relaciona tiempo con distancia), por eso en zonas con relieve existirn errores en los posicionamiento de los puntos dentro de la imagen(efectos de overlay, forshortening, sombras).

Distorsin por relieve (Sensores Activos)

Las laderas parecen recostarse hacia el sensor porque los picos de montaa, al devolver antes

la seal, son ubicados errneamente ms cerca del sensor en la lnea de imagen.

Otra caracterstica de las imgenes satelitales en general, tanto pticas como r adar, es que se obtienen con una frecuencia regular, dependiendo de la rbita del satlite (perodo de revisita). Esto define el concepto de multitemporalidad de las imgenes. Al contar con imgenes de una zona tomadas en distintas fechas, se pueden realizar estudios multitemporales para observar cmo han variado ciertas caractersticas.Resumiendo, podemos hablar de cuatro tipos de resoluciones para una imagen digital: resolucin geomtrica o espacial, resolucin radiomtrica, resolucin multiespectral y resolucin multitemporal.Segn el campo de aplicacin, se requieren sensores que enfaticen alguna de estas caractersticas, por ejemplo en imgenes meteorolgicas se requiere cubrir grandes reas con baja resolucin espacial pero alta revisita (multitemporalidad), en uso catastral son necesarios sensores con buena resolucin geomtrica, para evaluacin de recursos naturales se deber contar con imgenes de varias bandas espectrales a fin de poder discriminar elementos en base a su firma espectral.Se incluye a continuacin una tabla comparativa de caractersticas de sensores pasivos (visible,

infrarrojo e infrarrojo trmico) y activos (SAR) y de las imgenes que proporcionan:

Composicin color de imgenes:

Utilizando un mismo sensor ptico, se pueden combinar tres bandas espectrales distintas, como

ya mencionamos anteriormente. Cada banda de una imagen multiespectral destaca aspectos distintos de la informacin presente en una escena (por ej. vegetacin, infraestructuras, rocas, penetracin en agua, etc.), de manera que la combinacin color ms conveniente depender de la aplicacin.Para sensores SAR, como hay una sola banda, pueden combinarse en color imgenes de una zona tomadas en tres fechas distintas. Tambin pueden mezclarse bandas de distintos sensores. La fotointerpretacin posterior debe tener en cuenta cmo se hizo la asignacin de colores.Bandas espectrales y resolucin espacial de algunos sensores pticos:

ALGORITMOS PARA PROCESAMIENTO DE IMGENES

Existen dos grandes clases de transformaciones de imgenes:

- Transformaciones radiomtricas: los valores de nivel de gris de los pixeles son alterados sin modificar la geometra de la imagen (contrastes, filtrados, clasificacin, texturas, cocientes).- Transformaciones geomtricas: se altera la geometra de la imagen, es decir, la ubicacin de

los pixeles dentro de la misma (registracin, georreferenciacin, remuestreos).

Dentro de las transformaciones radiomtricas, pueden distinguirse dos grandes grupos de algoritmos de procesamiento: puntual y espacial.

Transformaciones radiomtricas

Algoritmos de procesamiento puntual:

La operacin sobre un pixel de la imagen se realiza sin tener en cuenta los pixeles vecinos. Ej: ensanche de contraste, umbralizacin, pseudocolor, operaciones algebraicas entre imgenes (sustraccin, cociente).

Estos algoritmos son de fcil implementacin en las computadoras convencionales, por ejemplo

en los casos de ensanche de contraste, umbralizacin, y pseudocolor se utilizan look-up tables

(tablas de consulta), en donde entrando con un nivel de gris se obtiene el de salida.

Ejemplo de transformacin puntual: manipulacin de histogramas (ensanche de contraste, segmentacin, etc.)

Algoritmos de procesamiento espacial o regional:

La operacin para obtener un pixel en la imagen de salida tiene en cuenta tanto el pixel correspondiente en la imagen de entrada como una cantidad arbitraria de vecinos de ste. Ej: operaciones de filtrado, gradientes, realces de bordes, etc.Estos algoritmos requieren una implementacin con un mayor grado de complejidad que los de procesamiento puntual.

Manipulacin de bandas o canales en distintos procesos

Hay procesos que actan sobre cada banda por separado y otros en donde se procesan todas las bandas simultneamente.

-Ensanche de contraste

-Filtrados

-Modificaciones geomtricas

-Texturas

-Clasificacin multiespectral (1 canal de salida)

-Componentes Principales

-Fusin multibanda/ multisensor

-Transformada de canales

-Cocientes (2 canales de entrada, uno de salida)

-ndices de Vegetacin

HISTOGRAMA DE UNA IMAGEN DIGITAL

El histograma de una imagen es una tabla o grfico que indica la cantidad de pxeles en la imagen que corresponden a cada valor de gris. El concepto es anlogo al de densidad de probabilidad que se utiliza en estadstica.

El histograma de una imagen slo especifica el nmero total de pixeles correspondientes a cada nivel de gris y no proporciona informacin acerca de la distribucin espacial de los mismos.El anlisis del histograma de una imagen constituye un paso previo para lograr una eficiente manipulacin del contraste o algn proceso de umbralizacin.En la figura se grafican, como ejemplo, las envolventes de diversos histogramas, observndose

que si la imagen es oscura el histograma se encuentra corrido hacia la izquierda, si en cambio los

niveles de gris son altos est corrido hacia la derecha. Si la imagen tiene poco contraste (diferenciacin de niveles de gris), el histograma es estrecho, si hay ms contraste se encuentra ms expandido, dado que hay ms riqueza en los tonos de gris.

ENSANCHE DE CONTRASTE

El ensanche de contraste es una transformacin radiomtrica puntual (pixel a pixel) muy simple, cuyo objetivo es lograr una mejor discriminacin de imgenes con bajo contraste. Cada nivel de grisde la imagen se modifica sin considerar los niveles de gris de los pxeles adyacentes. Se aumenta el rango de niveles de gris a fin de mejorar la interpretabilidad de las imgenes y para aprovechar todala capacidad del sistema de display.

La curva de transformacin o funcin de transferencia puede ser o no lineal, y el proceso consiste en ingresar a esta funcin con un nivel de gris en la imagen de entrada y obtener un nuevovalor a ser grabado en la imagen de salida, o visualizado en un monitor.

Los ensanches de contraste que

ms se aplican son los lineales y por nivelacindehistograma(esteltimo es no lineal).

Ensanche de contraste lineal:La funcin de transferencia es una recta. Se elige un lmite inferior y otro superior de la curva y all se traza una recta de transferencia:

De esta forma los valores de gris entre A y B de la imagen se distribuirn linealmente entre 0 y

255 a la salida.

Ensanche de contraste no lineal:

La funcin de transferencia no es una recta. Por ejemplo, en el ensanche por nivelacin de histograma, se asigna una mayor diferenciacin de grises en aquellos lugares ms poblados de la curva del histograma. De esta manera el histograma resultante se nivela, es decir, los valores de gris quedan repartidos en forma ms pareja entre los pixeles. No es un ensanche tan suave comoel anterior, y se utiliza en imgenes en donde es necesario resaltar una subimagen (se nivela el histograma de sta).

DETECCION DE UMBRAL (THRESHOLDING)

Entre los tipos de operaciones de manipulacin de contraste se encuentra la denominada deteccin de umbral. Consiste en segmentar la imagen en dos clases bien diferenciadas: objeto y fondo, mediante la simple aplicacin de un umbral en el rango de los niveles de gris.El histograma de la figura es caracterstico de de las imgenes que contienen objetos grises sobre

un fondo oscuro. Se fija un determinado umbral T, a los pixeles con valor de gris menor a T se les asigna color negro, y a los que estn por encima color blanco, resultando una imagen binaria (slo 2 tonos de gris).

SEGMENTACIN (DENSITY SLICING)

Se toman varios umbrales, y a los niveles de gris comprendidos entre dos umbrales consecutivos,

se les asigna un nico tono de gris. Los niveles quedan entonces reducidos a una cantidad menor y

la imagen resulta segmentada. Ejemplo:

Nivel de grispixel originalNiveldegrispixel resultado

00

1

2

31

4

6

72

8

etc.

PSEUDOCOLOR (COLOR MAPPING)

Consiste en asignar un color distinto a cada nivel de gris de una imagen en blanco y negro, es decir, colorear la imagen de acuerdo a sus determinadas tonalidades de gris, con una asignacin de colores arbitraria. Esto enriquece la capacidad del ojo en distinguir tonalidades. Tambin puedentomarse rangos de niveles de gris (como en la segmentacin) y darles distintos colores.

Se utiliza, por ejemplo, para fotointerpretar imgenes en blanco y negro, o para colorear una

imagen clasificada, en donde los niveles de gris representan una clase de elementos determinada.

Niveldegrispixel originalColor pixelresultado

0color1

1color 2

3color 3

etc

No debe confundirse al pseudocolor con la composicin color azul-verde-rojo de tres canales de

imagen. El pseudocolor es un coloreado artificial de un slo canal.

FILTRADOS POR CONVOLUCIN DE MSCARAS

Este es un proceso de tipo regional (el pixel de salida depende de una ventana en el entorno del pixel original).

Es una operacin en el dominio espacial que equivale a un filtrado en el dominio de las frecuencias de la seal. Est implementada por mediodeuna mscaraoventanacon determinados coeficientes, que puede ser diseada por el operador, quien define el tamao de la mscara (3x3, 5x5, 7x7, 11x11, etc.)Los sucesivos pixeles de la imagen se van multiplicandoporlamscara,lacualva recorriendo la imagen de entrada y generando una imagen de salida filtrada. Cada canal de la imagen se filtra en forma independiente.

Segn los valores que se elijan para los coeficientes de la mscara, se obtendrn distintas transformaciones sobre la imagen, tales como: suavizado (filtrado pasa-bajas), deteccin de bordes (filtrado pasa-alta), realce de bordes, gradientes direccionales, etc. Hay mscaras estndar que son utilizadas con frecuencia.

Filtro Pasa-Bajas (filtro media):

Est dentro de las operaciones de suavizado, que son operaciones que se realizan para reducir ruido y otros efectos espurios que pueden estar presentes en una imagen \REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS Universidad Nacional del Centro de la Prov. de Bs. As. Facultad de Ciencias Exactas. UNIVERSIDAD SIMON BOLVAR BOLIVIAJuan Reyes ReyesProfesor Investigador del Departamento de Ingeniera Electrnica Centro Nacional de Investigacin y Desarrollo Tecnolgico. UNESCO RAPCA

CONCLUSIONES El procesamiento digital de imgenes y la visin por computadora, son tpicos que se utilizan cada vez mas en diversas reas, tales como publicidad, cinematografa, meteorologa, medicina, etc. El aprovechar el alto desempeo del MATLAB para procesar matrices y vectores as como el alto desempeo en graficacin permite implementar sistemas de procesamiento digital de imgenes o bien visin por computadora. Hoy da se estudia como mejorar la complejidad en la codificacin de los vectores de movimiento y esquemas de cuantizacin multicapa para una ptima ordenacin de los bits La optimizacin de imgenes para diseos de pantalla se deber tener en cuenta la calidad de la imagen en relacin con el menor peso posible.