Imagen Digital

Procesamiento digital de imágenes

El procesamiento digital de imágenes es el conjunto de técnicas que se aplican a las imágenes digitales con el objetivo de mejorar la calidad o facilitar la búsqueda de información.

Las operaciones que se pueden realizar con imágenes se dividen en:
Operaciones de punto
Operaciones de entorno
Operaciones con dos o más imágenes

Fundamentos de imágenes digitales
Una imagen digital en escala de grises es un matriz de MxN elementos numéricos cuyos valores posibles van del 0 (negro) al 255 (blanco), siendo este número la intensidad luminosa en el determinado punto o pixel (picture element), por convención el origen de la imagen se encuentra en el extremo izquierdo superior.

Una imagen digital a colores esta formada por 3 matrices de MxN elementos numéricos cuyos valores posibles van del 0 (negro) al 255 (blanco), siendo este número la intensidad luminosa en cada una de las bandas espectrales del RGB (Rojo, Verde, Azul), de cada punto o pixel (picture element), a diferencia de las imágenes en escala de grises, las imágenes a color requieren de la combinación de las 3 bandas de color, para representar el color de un pixel.
Por ejemplo, un determinado punto blanco de una imagen en escala de grises se describiría: P(x, y) =255, sin embargo en una imagen a colores para describir el color del mismo punto se realizaría así: P(x, y) = (255, 255,255), esto debido a que el (0, 0,0) corresponde al negro absoluto y el (255, 255,255) al blanco absoluto).

Detección de movimiento

Los filtros se utilizan para la modificación de imágenes ya sea para detectar los bordes de una escena o para modificar el aspecto, otra función de los filtros es para la eliminación de ruido de la imagen.Al hablar de un filtro nos estamos refiriendo a realizar una Convolución de una matriz con respecto a un pixel y la vecindad de este, esto quiere decir, si la imagen es de 200x300 pixeles y el filtro con el cual se va a realizar la convolución es una matriz de 3x3 entonces se irá desplazando el filtro pixel a pixel iniciando en la posición (1,1) hasta llegar a la (199,299). La magnitud del gradiente es entonces calculada con la siguiente fórmula:

Una magnitud aproximada puede ser calculada de la siguiente forma:

Filtros para la detección de bordes

Imagen Original

Detección de bordes con Prewitt

Detección de bordes con Sobel

Un filtro para la detección de bordes que es un clásico el de Sobel el cual utiliza dos mascaras o filtros los cuales uno detecta los bordes verticales y el otro los horizontales, para obtener los bordes completos se realiza la suma de las imágenes que nos resultaron con los bordes verticales y horizontales. Otro filtro para la detección de bordes es Prewitt, el cual consta de 8 matrices, que se aplican pixel a pixel en la imagen y luego se suman las imágenes para obtener los bordes bien marcados. El filtro de Prewitt, marca muy bien los bordes, ya que sus matrices atacan estos de seis lados diferentes, en general cada matriz toma el nombre de un punto cardinal: Norte, Sur, Este, Oeste, Noroeste, Noreste, Suroeste, Sureste.