clase04

Definiciones.
Imagen digital. Una imagen digital es un arreglo bi-dimensional de datos. Estos se obtienen al,
muestrear y cuantizar una señal contínua. La imagen digital se genera por medios ópticos. El
muestreo se realiza con una red rectangular igualmente espaciada, a intervalos iguales de
intensidad.
Digitalización. Es el proceso por medio del cual se obtiene una imagen digital a partir de una
escena. La digitalización es un proceso no destructor (destructivo). Al elemento más pequeño de
una imagen digital se le llama pixel, del inglés “picture element”.
Muestreo: Muestrear una imagen significa medir la cantidad de luz reflejada por una imagen en
una posición.
Quantización: Es la representación , por un número entero, de la cantidad física medida en el
proceso de muestrear.
Desplegado. Es la operación inversa a la digitalización. Algunos términos equivalentes son ‘play
back’, reconstrucción, impresión (copia dura) y grabación de imágenes. Existen 2 tipos de
desplegado de imágenes: Volátil y permanente.
Tipos de operaciones en las imágenes
Operación Global. Las operaciones globales se realizan sobre toda la imagen. Una
transformación geométrica es una operación global.
Operación Puntual. En una operación global el valor del pixel en la imagen de salida depende
del valor del pixel de entrada. Cambio de contraste por ej. ln(1+valord-depixel).
Operación local. El valor final depende de la operación realizada sobre una vecindad.
1/9
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Contraste. Este concepto se refiere a la amplitud (tamaño) de las diferencias de nivel de gris en
una imagen.
Resolución de la escala de gris, ó definición. Número de niveles de gris por unidad de medida
de la amplitud. Intensidad de la imagen guardada en bits por pixel (bpp).
Densidad de muestreo. Es el número de puntos muestreados por unidad de longitud o de área.
Pixels por mm, puntos por pulgada. El inverso de la densidad de medida es el espaciamiento de
los pixeles. Está íntimamente Relacionado con la resolución espacial, tamaño y número de
detectores.
Digitalización de Imágenes
Componentes de un digitalizador.
i.
Apertura muestreadora.
ii.
Mecanismo p/ escudriñear (scanear).
iii.
Sensor de luz (comúnmente un transductor).
iv.
Cuantizador (convierte a enteros los valores).
v.
Medio de almacenamiento (aparece el uso de formatos).
Características de un digitalizador de Imágenes.
Tamaño de pixel. Tamaño de la apertura y tamaño del pixel son dos características importantes
de la imagen.
Tamaño de la imagen. Número de columnas y renglones.
Propiedad local medida. Los sistemas que digitalizan, usando el sistema de transmisión,
cuantifican la densidad óptica. Los sistemas de reflexión, obtienen alguna propiedad física.
Linealidad. La mayoría de los sistemas ópticos no se comportan linealmente, sin embargo se
pueden calibrar de manera que la adquisición de imágenes sea en la parte lineal de su respuesta.
Ruido. El proceso de digitalización degrada la imagen. A esta degradación se le conoce como
ruido. Existen varios tipos y fuentes de ruido, de la misma manera existen también diferentes
métodos de reducir o eliminar dicho ruido.
Componentes del un sistema digitalizador
Fuentes de Luz.

Lamparas incandescentes. Su uso es común, sobre todo para obtener imágenes de
escenas abiertas.

Laser. Luz altamente concentrada, monocromática, y coherente. Se usa para generar
puntos pequeños de alta intensidad.

Fosforos. Sistema de iluminación comúnmente usado en los CRT (monitores).

LED’s (Diodos emisores de luz). Emiten luz de intensidad controlada. Requieren de
voltajes pequeños para su alimentación.
Sensores
Los fotosensores producen una señal eléctrica proporcional a la cantidad de luz que
reciben, se clasifican en 5 tipos de acuerdo al principio físico que involucran.

Foto emisores. Emiten electrones cuando son irradiados con luz.

Fotomultiplicador. Son muy sensibles y se usan para obtener imágenes de escenas con
bajas intensidades de luz.

Sensores de Silicón. Están hechos de silicón en forma cristalina pura, aprovechan la
propiedad de este para identificar la presencia de la luz.

Foto diodos y foto resistores. Cambian sus características bajo la luz incidente.
Mecanismos de escudriñeo (escaneo)
i.
Instrumentos mecánicos. (scanner, rotating drum)
ii.
Cámaras electrónicas
a.-
Cámara de video.
b.-
Cámaras de estado solido.

Arreglos de fotodiodos.

CCD (Charge Coupled Devices)

CID (Charge Injection devices)
Escudriñeo de película.
Transmitancia
0T1
T = I2/I1
Densidad óptica
D = log(I1/I2) = log (1/T) = – log(T)
I2
I1
I2
I2
/I
Para dos Objetos en serie /I
T3 = I3/I1 = I3/I2 . I2/I1 = T1 T2
1
1
D3 = log(1/T2T1) = log(1/T1) + log(1/T2) = D1 +ID
22
I2
/I
/I
1
1
D3 T3
I1
I2
I3
Desplegado digital de imágenes
Algunos autores mencionan que el ojo humano es capaz de distinguir alrededor de 40 niveles de
gris. Otros mencionan 64.
Características del desplegado

Tamaño. Tamaño de la imagen a desplegar. Tamaño físico del desplegador. Tamaño
máximo que el sistema pueda manipular.

Resolución fotométrica. Exactitud con la cual el monitor despliega el valor de la
intensidad. # de valores (tonos de gris) que el sistema puede manejar (íntimamente
relacionado con el # de bpp). Intervalo dinámico.

Linealidad de la escala grises. El ojo humano no puede detectar pequeñas diferencias de
linealidad ( no linealidades) entre 10 y 20 %.

Calibración. En los monitores la curva de transferencia depende del brillo y contraste
(controles ó botones). Las impresoras tiene mas grados de libertad. La calibración del
sistema es importante y necesaria.
Software para procesar imágenes
Formatos. Los formatos surgen de la necesidad de transportar y almacenar la información.
Algunos buscan la independencia de la plataforma. Los más comunes se listan en la siguiente
tabla.
formato
tipo
Uso
Tagged Image file format
*.tif
DOS, Unix, Mac
Encapsulate Post Script
*.eps
Publishing industry format
Graphical Interchange Format
*.gif
Compuserve Graphics format
Bit Mapped Format
*.bmp
Microsof, Windowa format
Macintosh
*.pict
Apple Mac Image
Portable gray images
*.pgm
Cualquier plataforma*
Portable color images
*.ppm
Cualquier plataforma*
Raw format data
*.img
Cualquier pltaforma*
* Debe de cuidarse el orden de los bits (más significativo – menos significativo), relacionado con
procesadores intel, motorola. La elección del formato depende de la aplicación. Por ejemplo, las
imágenes que se despliegan por medio de “navegadores”, requieren de una alta tasa de
compresión. Los formatos que proporcionan una alta tasa de compresión son el JPEG y GIF. Las
imágenes médicas, en caso de ser comprimidas, requieren porcentajes bajos de pérdida en la
recuperación.
Interfaz de usuario
Interprete de comandos en línea
Interfaz con menú.
Interfaz gráfica de usuario.
Interfaz de flujo de datos.
Ventanas (Windows).
Proceso del desarrollo del software
Operación del programa.
Diseño de arriba hacia abajo.
Desarrollo estructurado
Análisis estructurado.
Diseño estructurado.
Programación estructurada.
Desarrollo orientado a objetos.
Análisis orientado a objetos.
Diseño orientado a objetos.
Programación orientada a objetos.