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Herramienta:Imágenes digitales y su aplicación
Herramienta:Imágenes digitales y su aplicación
JC AntoranzDpt. Física Matemática y de Fluidos
UNED
JC AntoranzDpt. Física Matemática y de Fluidos
UNED
Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.
DefinicionesDefiniciones
• Imagen digital– Conjunto de números enteros o no,
representando una escena (diccionario)– Conjunto de valores generados por
muestreo de una función continua …..• Imagen de teledetección digital
– Colección de datos relativos a la interacción de alguna forma de radiación con el medio
• 25, 35, 44, 22, 12, 76, .....
• Imagen digital– Conjunto de números enteros o no,
representando una escena (diccionario)– Conjunto de valores generados por
muestreo de una función continua …..• Imagen de teledetección digital
– Colección de datos relativos a la interacción de alguna forma de radiación con el medio
• 25, 35, 44, 22, 12, 76, .....Función muestreada y cuantizada
Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.
Como digitalizaban nuestros abuelosComo digitalizaban nuestros abuelos
Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.
Imagen digitalImagen digital
Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.
142 174 164 218 250 255 250 252 255 255 107 107 102 80 127 174 237 218 252 255 90 34 24 34 34 24 51 88 127 164 80 26 19 53 34 19 24 85 117 137 78 76 34 44 26 26 34 24 71 90 85 85 90 26 26 26 26 34 76 83 88 102 90 53 26 26 34 73 85 78 102 110 105 90 98 105 105 110 107 93 107 115 110 110 110 117 115 110 107 102 105 110 110 117 110 132 115 110 107 105
142 174 164 218 250 255 250 252 255 255 107 107 102 80 127 174 237 218 252 255 90 34 24 34 34 24 51 88 127 164 80 26 19 53 34 19 24 85 117 137 78 76 34 44 26 26 34 24 71 90 85 85 90 26 26 26 26 34 76 83 88 102 90 53 26 26 34 73 85 78 102 110 105 90 98 105 105 110 107 93 107 115 110 110 110 117 115 110 107 102 105 110 110 117 110 132 115 110 107 105
Imagen digitalImagen digital• Formada por píxeles• Cada píxel tiene:
– Posición (Coordenadas)– Intensidad (Nivel de gris)
• Escala de gris– Conjunto de todos los posibles valores
asociados al píxel o al brillo• Nivel de gris
– Medida cuantitativa de una propiedad local asociada con la localización del píxel
• Formada por píxeles• Cada píxel tiene:
– Posición (Coordenadas)– Intensidad (Nivel de gris)
• Escala de gris– Conjunto de todos los posibles valores
asociados al píxel o al brillo• Nivel de gris
– Medida cuantitativa de una propiedad local asociada con la localización del píxel
x=10, y=5
V= 90
x=10, y=5
V= 90
‘Matriz’‘Matriz’
Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.
ID: Muestreo y cuantificaciónID: Muestreo y cuantificación• Muestreada
– El espacio se divide en pequeños elementos (pixels)
– Variable discreta vsRealidad, variable continua
• Muestreada– El espacio se divide
en pequeños elementos (pixels)
– Variable discreta vsRealidad, variable continua
• Cuantizada– “El gris” de cada punto
sólo puede tomar ciertos valores
– Variable discreta vsRealidad, variable continua
• Cuantizada– “El gris” de cada punto
sólo puede tomar ciertos valores
– Variable discreta vsRealidad, variable continua
Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.
ID: Muestreo y cuantificaciónID: Muestreo y cuantificación
Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.
Criterios técnicosCriterios técnicos
• Contraste (Qué se ve)– ¿Qué determina el contraste?
• Resolución espacial (con qué detalle se ve)– Separación estructuras próximas
• Resolución temporal (con qué diferencia temporal se ve: imágenes movidas)– Tiempo adquisición. Evita imagen ‘movida’
• Ruido (aleatorio y/o artefactos)
• Contraste (Qué se ve)– ¿Qué determina el contraste?
• Resolución espacial (con qué detalle se ve)– Separación estructuras próximas
• Resolución temporal (con qué diferencia temporal se ve: imágenes movidas)– Tiempo adquisición. Evita imagen ‘movida’
• Ruido (aleatorio y/o artefactos)
Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.
Criterios técnicosCriterios técnicos
• Resolución espacial (con qué detalle se ve)– Separación estructuras próximas
• Resolución temporal (con qué diferencia temporal se vé: imágenes movidas)– Tiempo adquisición. Evita imagen ‘movida’
• Contraste (Qué se vé)– Qué determina el contraste
• Ruido (aleatorio y/o artefactos)
• Resolución espacial (con qué detalle se ve)– Separación estructuras próximas
• Resolución temporal (con qué diferencia temporal se vé: imágenes movidas)– Tiempo adquisición. Evita imagen ‘movida’
• Contraste (Qué se vé)– Qué determina el contraste
• Ruido (aleatorio y/o artefactos)
Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.
Resolución espacial -IResolución espacial -I
• Resolución espacial– Es el tamaño que un pixel representa en el
mundo real– Los pixels no tienen, necesariamente, una
resolución cuadrada – La resolución espacial está relacionada
con la capacidad de distinguir detalles en la imagen.
• Resolución espacial– Es el tamaño que un pixel representa en el
mundo real– Los pixels no tienen, necesariamente, una
resolución cuadrada – La resolución espacial está relacionada
con la capacidad de distinguir detalles en la imagen.
Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.
Efecto del tablero de ajedrezEfecto del tablero de ajedrez
256x256256x256
16x1616x16
32x3232x32
64x6464x64
128x128128x128
•La resolución depende de:–Número de pixels por dimensión (Image sampling)–Niveles de intensidad de color (Gray level quantization)
•La resolución depende de:–Número de pixels por dimensión (Image sampling)–Niveles de intensidad de color (Gray level quantization)
Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.
x1x1
x8x8
x4x4
x2x2
PixelizaciónPixelización
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Niveles de gris Niveles de gris
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Niveles de grisNiveles de gris
88 44 22
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Criterios técnicosCriterios técnicos
• Resolución espacial– Separación estructuras próximas
• Resolución temporal– Tiempo adquisición. Evita imagen ‘movida’
• Contraste – Qué determina el contraste
• Ruido
• Resolución espacial– Separación estructuras próximas
• Resolución temporal– Tiempo adquisición. Evita imagen ‘movida’
• Contraste – Qué determina el contraste
• Ruido
Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.
Criterios técnicosCriterios técnicos
• Resolución espacial– Separación estructuras próximas (mm)
• Resolución temporal– Tiempo adquisición. Evita imagen ‘movida’
• Contraste – Qué determina el contraste (con qué
detalle se ve)• Ruido
• Resolución espacial– Separación estructuras próximas (mm)
• Resolución temporal– Tiempo adquisición. Evita imagen ‘movida’
• Contraste – Qué determina el contraste (con qué
detalle se ve)• Ruido
Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.
ContrasteContraste
• Intensidad, nivel de gris, señal• Contraste (absoluto, relativo) = ∆I / I• Intensidad, nivel de gris, señal• Contraste (absoluto, relativo) = ∆I / I
I+∆II+∆III
Origen del contraste: modalidad
Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.
Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.
Análisis de imágenesAnálisis de imágenes
• Introducción• Interpretación visual• Procesado digital• Preprocesado• Mejora• Transformaciones• Clasificación• Integración
• Introducción• Interpretación visual• Procesado digital• Preprocesado• Mejora• Transformaciones• Clasificación• Integración
Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.
Interpretación y análisisInterpretación y análisis
• Interpretación y análisis obliga a la identificación y/o medida de diferentes objetos para la extracción de información.
• Los “objetivos”pueden ser:– Puntos, líneas, o
áreas.– Pueden tener
cualquier forma– Debe ser
• Interpretación y análisis obliga a la identificación y/o medida de diferentes objetos para la extracción de información.
• Los “objetivos”pueden ser:– Puntos, líneas, o
áreas.– Pueden tener
cualquier forma– Debe ser
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Interpretación manual y automáticaInterpretación manual y automática
• Manual (principio)– Fotografías, militar
• Con la era digital se pasa a sistemas más automatizados
• La interpretación manual no necesita de grandes equipamientos
• La interpretación automática requiere de un sustento humano y tecnológico muy importante.
• Manual (una imagen) vsautomático (miles de i á l )
• Manual (principio)– Fotografías, militar
• Con la era digital se pasa a sistemas más automatizados
• La interpretación manual no necesita de grandes equipamientos
• La interpretación automática requiere de un sustento humano y tecnológico muy importante.
• Manual (una imagen) vsautomático (miles de i á l )
Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.
Elementos de la interpretación visualElementos de la interpretación visual
• Tono (intensidad luminosa)
• Forma• Tamaño• Estructura• Textura• Asociación• Sombras
• Tono (intensidad luminosa)
• Forma• Tamaño• Estructura• Textura• Asociación• Sombras
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Procesamiento digitalProcesamiento digital
• Preprocesado– Corrección radiométrica
y geométrica– Eliminación de ruido
electrónico en los sensores
– Relleno de puntos falsos• Mejora de la imagen
– Ayuda a una mejor interpretación
• Transformaciones de la imagen– Utilización y combinación
de todos los canales.– Fusión de las imágenes
• Clasificación de imágenes
• Preprocesado– Corrección radiométrica
y geométrica– Eliminación de ruido
electrónico en los sensores
– Relleno de puntos falsos• Mejora de la imagen
– Ayuda a una mejor interpretación
• Transformaciones de la imagen– Utilización y combinación
de todos los canales.– Fusión de las imágenes
• Clasificación de imágenes
Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.
Proceso de registro geométricoProceso de registro geométrico
• Registro de la imagen con distintos puntos de control– Imagen a mapa– Imagen a imagen
• Resampling– Vecino más próximo– Interpolación
• Lineal• Bilineal
• Registro de la imagen con distintos puntos de control– Imagen a mapa– Imagen a imagen
• Resampling– Vecino más próximo– Interpolación
• Lineal• Bilineal
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Transformaciones de la imagenTransformaciones de la imagen
• Sustracción de imágenes
• Cociente de bandas• Análisis de
componentes principales
• Sustracción de imágenes
• Cociente de bandas• Análisis de
componentes principales
Reducción de la dimensionalidad del problemaReducción de la dimensionalidad del problema
Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.Departamento de Física Matemática y Fluidos – Laboratorio de Medida Avanzada por Imagen – U.N.E.D.
¿Qué podemos hacer con las imágenes?
¿Qué podemos hacer con las imágenes?
• Operaciones básicas• Operaciones geométricas• Mejoras, filtros y gradientes• Segmentación y medidas• Clasificación• Fusión
• Operaciones básicas• Operaciones geométricas• Mejoras, filtros y gradientes• Segmentación y medidas• Clasificación• Fusión
Acta est fabula
Descanso
Acta est fabula
Descanso