clase 04 - 2015_11_10
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clase 4, de la materia de esa misma que esta en las diapositivas, lo que pasa es que mientras continúe escribiendo esta descripción el puntaje de detección comienza a aumentar.TRANSCRIPT
FUNDAMENTOS DE
PROCESAMIENTO DE
IMÁGENES
Clase 4: 10 de noviembre de 2015
• Elementos de percepción visual.
• Espectro electromagnético.
• Captación y adquisición de imágenes.
Daniel F. Aguirre R. 1
Plan docente
2
Semana Clase Día Tareas Puntaje Feriado
1 1martes, 6 de Octubre de 2015
2 2martes, 13 de Octubre de 2015
3 martes, 20 de Octubre de 2015 Práctica 1 2
4 martes, 27 de Octubre de 2015 Práctica 2 2
5martes, 3 de Noviembre de 2015 Tarea 1,1 4 X
6 martes, 10 de Noviembre de 2015 Tarea 1,2 4
7 5 martes, 17 de Noviembre de 2015 Tarea 1,3 4
8 6 martes, 24 de Noviembre de 2015 Tarea 1,4 4
martes, 24 de Noviembre de 2015 TOTAL 20
miércoles, 25 de Noviembre de 2015
9 martes, 1 de Diciembre de 2015 Tarea 2,1 2,5
10 martes, 8 de Diciembre de 2015 Tarea 2,2 2,5 X
11 8 martes, 15 de Diciembre de 2015 Tarea 2,3 2,5
12 9 martes, 22 de Diciembre de 2015 Tarea 2,4 2,5
13 martes, 29 de Diciembre de 2015 Tarea 2,5 2,5 X
14 martes, 5 de Enero de 2016 Tarea 2,6 2,5
15 11 martes, 12 de Enero de 2016 Tarea 2,7 2,5
16 12 miércoles, 13 de Enero de 2016 Tarea 2,8 2,5
martes, 26 de Enero de 2016 TOTAL 20
sábado, 30 de Enero de 2016
3
4
7
10
Paso de notas del segundo bimestre
Fin de actividades del segundo bimestre
Actividad
Transformada de Fourier 1D y 2D.
Filtros de suavización y agudización.
Dilatación y erosión, cierre y apertura.
Algoritmos morfológicos básicos.
Fin de actividades del primer bimestre
Paso de notas de primer bimestre
Relaciones básicas entre pixeles de una imagen.
Operaciones lineales y no lineales
Transformaciones básicas de niveles de gris-Procesamiento de histograma
Realce de imágenes utilizando operaciones aritméticas y/o lógicas.
Conceptos básicos del procesamiento espacial.
Filtro espaciales de suavización y agudización.
Plan docente de taller - Definición de Procesamiento de Imágenes - Campos
donde se utiliza el procesamiento de imágenes
Secuencia de pasos típicos en el procesamiento de imágenes-Componentes
típicos de un sistema de procesamiento de imágenes
Introducción a MATLAB
Uso de MATLAB y su ayuda
Elementos de percepción visual - Espectro electromagnético - Captación y
adquisición de imágenes
Muestreo y cuantificación de imágenes
• Estructura del ojo humano.
3 Gonzalez & Woods 1992-2008
Elementos de percepción visual
• Conos: 6 a 7
millones.
• Bastones: 75 a 150
millones.
• FOVEA: 1,5 mm
de diámetro.
• Conos en 0°:
150000 por mm2.
• CCD = 5x5 mm2.(Charged Coupled Device)
4 Gonzalez & Woods 1992-2008
Elementos de percepción visual
• Formación de imágenes en el ojo.
– La diferencia con los lentes físicos y el lente del ojo
es que el del ojo puede controlar el enfoque con sus
músculos.
5 Gonzalez & Woods 1992-2008
Elementos de percepción visual
• El tamaño de la imagen en la retina se calcula:
6 Gonzalez & Woods 1992-2008
Elementos de percepción visual
• La percepción toma lugar por la excitación
relativa de los receptores de luz, es decir, la
imagen visualizada.
• Esta luz se transforma de energía radiante en
impulsos eléctricos que son finalmente
decodificados por el cerebro, y luego
interpretados.
7 Gonzalez & Woods 1992-2008
Elementos de percepción visual
• Adaptación al brillo y discriminación de las
imágenes.
8 Gonzalez & Woods 1992-2008
Elementos de percepción visual
• Escotópica.
– Bajas condiciones de luz
• Fotópica:
– Buenas condiciones de luz.
• Límite de
deslumbramiento.
– Lambert (L)
– Candela (cd)
• Adaptación al brillo y discriminación de las
imágenes.
9 Gonzalez & Woods 1992-2008
Elementos de percepción visual
– El ojo tiene capacidad de
discriminar cambios en la
intensidad de la luz.
– El experimento para
determinar esta capacidad
consiste en mirar un objeto
plano de intensidad y otro
con un incremento de
iluminación .
• Adaptación al brillo y discriminación de las
imágenes.
10 Gonzalez & Woods 1992-2008
Elementos de percepción visual
– El incremento de iluminación se llama tasa Weber.
– es el incremento de iluminación discriminable.
– Un valor muy pequeño indica que un pequeño cambio de iluminación es
discriminable, mientras que un gran valor indica que se necesita mucha
intensidad para poder contrastar. Esto representa una “pobre” discriminación
de brillo.
• Adaptación al brillo y discriminación de las
imágenes.
11 Gonzalez & Woods 1992-2008
Elementos de percepción visual
– El observador típico puede
distinguir desde uno a 24
cambios de intensidad
diferentes.
– Esto no quiere decir que la
imagen esté formada por ese
número de cambios de
intensidad.
– La percepción del brillo no es
una simple función de
intensidad. Ej: bandas Mach
• Adaptación al brillo y discriminación de las
imágenes.
12 Gonzalez & Woods 1992-2008
Elementos de percepción visual
– Un segundo fenómeno es el llamado contraste simultáneo.
– Se refiere a que el brillo percibido no depende solo de su intensidad, sino de su
entorno.
• Adaptación al brillo y discriminación de las
imágenes.
13 Gonzalez & Woods 1992-2008
Elementos de percepción visual
– Ilusiones ópticas.
• Ejemplo en MATLAB:
– EjemploPercepcion1.m
– EjemploPercepcion2.m
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Elementos de percepción visual
• Isaac Newton lo descubrió cuando un haz de
luz pasó a través de un prisma.
• La luz “blanca” se descompone en colores, que
son diferentes bandas de energía o
frecuencias que nuestro ojo puede percibir.
• Se expresa en longitud de onda, frecuencia o
energía.
15 Gonzalez & Woods 1992-2008
Espectro electromagnético
16 Gonzalez & Woods 1992-2008
Espectro electromagnético
• Luz sin color se llama acromática o monocromática
y su único atributo es la intensidad.
• El término nivel de grises o escala de grises es
usado para describir a estas imágenes.
• La luz cromática tiene tres atributos:
– Radiancia (energía que fluye de la fuente: W)
– Luminancia (energía percibida: L)
• Infrarojo: alta radiancia y baja luminancia.
• Rayos X y gamma
– Brillo (percepción de luz: no se puede medir)
17 Gonzalez & Woods 1992-2008
Espectro electromagnético
• Las imágenes son generadas por una combinación
de una fuente de “iluminación” y la reflexión o
absorción de energía de esa fuente de diferentes
elementos de la “escena” a ser fotografiados.
• La iluminación y la escena puede provenir de
diferentes fuentes: infrarrojo, ultrasonido, rayos X,
por ejemplo.
• Los tres elementos principales de un sensor:– Energía de entrada.
– Material sensor
– Voltaje de salida
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Captación y adquisición de imágenes
19 Gonzalez & Woods 1992-2008
Captación y adquisición de imágenes
20 Gonzalez & Woods 1992-2008
Captación y adquisición de imágenes
• Arreglos de cámaras CCD.
• 4000 x 4000 elementos o más.
• La respuesta de cada sensor es proporcional a la
integral de la energía de luz proyectada sobre la
superficie del sensor, propiedad usada en la
astronomía o imágenes que requieren bajo nivel de
ruido. Se logra dejando que el sensor “sume” la
intensidad de la imagen por varios minutos u horas
(obturador)
21 Gonzalez & Woods 1992-2008
Captación y adquisición de imágenes
22 Gonzalez & Woods 1992-2008
Captación y adquisición de imágenes
• Modelo Simple de Formación de Imágenes
– Las imágenes en 2D se denotan como
– El valor de la amplitud en las coordenadas
es un escalar positivo cuyo significado físico es
determinado por la fuente de la imagen.
– La mayoría de las imágenes se analizan en escala
de grises y deben ser mayores a cero y finitas:
23 Gonzalez & Woods 1992-2008
Captación y adquisición de imágenes
• Modelo Simple de Formación de Imágenes
– La función se caracteriza por dos
componentes:
• Iluminancia: (fuente)
• Reflectancia: (características del objeto)
– donde
En Rayos X, la “reflectancia” cambia por “transmisividad”.24 Gonzalez & Woods 1992-2008
Captación y adquisición de imágenes
• Ejemplo:
– El sol produce en un día claro de
iluminación en la superficie de la tierra, y decrece
en un día nublado a ; en una noche
clara, la luna llena entrega y la
iluminación en una oficina comercial
– Valores típicos de reflactancia: • Terciopelo negro: 0,01
• Acero inoxidable: 0,65
• Muro blanco: 0,80
• Metal plateado: 0,90
• Nieve: 0,93
25 Gonzalez & Woods 1992-2008
Captación y adquisición de imágenes
• Una imagen muestra su nivel de grises:
• Y debe estar contendida entre rangos:
• En teoría los límites deben ser:
• Pero en la práctica (con condiciones de oficina):
• El intervalo se llama escala de grises, y es una práctica
común mover los valores a , donde es considerado
negro y es blanco.
26 Gonzalez & Woods 1992-2008
Captación y adquisición de imágenes
Tarea
• Ejercicios del capítulo 2.
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