El origen de la digitalizaci´on de las im´agenes proviene del objetivo de transmitir im´agenes de un lugar a otro, en un tiempo mucho m´as corto del que se obten´ıa mandando una copia por otro medio.
El hecho de que la transmisi´on u obtenci´on de las im´agenes que se ten´ıan provocaba ciertos errores y deficiencias en la claridad de las im´agenes se empez´o a realizar el procesamiento de im´agenes. Como por ejemplo, lo realizado a aquellas im´agenes que se obtuvieron de la luna y que fueron enviadas a la tierra de la nave Ranger 7 para poder clarificar las im´agenes adquiridas por la c´amara que estaba a bordo.
El procesamiento de imagen es la generaci´on de una imagen nueva a partir de una existente, con el objetivo de mejorar la apariencia de las im´agenes y poder resaltar ciertas caracter´ısticas que pueden ser ´utiles para alg´un objetivo que se tenga. La nueva imagen puede tener menos ruido, estar m´as definida, o bordes resaltados. Este tipo de procesos puede ser de manera ´optica o digital.
A.2.1.
Representaci´on de im´agenes digitales.
Una imagen digital monocrom´atica la podemos definir como un arreglo bidimensional de puntos, cada punto en una escala de gris definida en un rango. En [Gon93] esta definida como funci´on f (x, y) bidimensional de intensidad de luz en donde x y y denotan coordenadas espaciales y el valor de f en cualquier punto es el proporcional al brillo de la imagen en ese punto.
Figura A.4: Imagen digital, f (x,y) representa la intensidad de un punto de la imagen corres- pondiente a las coordenadas x , y.
Cada punto de la imagen discretizada, o de la matriz como la definimos anteriormente, se le puede llamar de varias formas aunque la denominaci´on mas conocida es ”p´ıxel”, que es una abreviaci´on de la palabra en ingles ”picture element.oelemento de imagen. Con todo el conjunto
de p´ıxeles, con una brillantez espec´ıfica y ordenados en columnas y renglones se forma una imagen digital monocrom´atica como la mostrada en la figura A.4.
Por otra parte, una imagen en color var´ıa un poco de la definici´on anterior en el hecho de que no solo es bidimensional si no que dependiendo del modelo de color (el cual se define posteriormente en este cap´ıtulo). Por ejemplo en el modelo de color RGB cada p´ıxel de la imagen en lugar de contener el grado de brillantez (escala de gris) contendr´ıa le conjunto de color rojo, verde y azul que le corresponder´ıa a ese p´ıxel, en otras palabras, para representar una imagen digital a color ser´ıa con una matriz tridimensional.
A.2.2.
Procesamiento de Im´agenes Digitales
Para llevar a cabo el procesamiento de una imagen digital se requiere de la realizaci´on de un conjunto tareas que implican tanto software como hardware. La mayor´ıa de las funciones que se utilizan para el procesamiento de im´agenes pueden implementarse en programas de computadora.
El hardware especializado para el procesamiento de im´agenes generalmente se utiliza para aplica- ciones que requieran de una rapidez superior o para superar ciertas limitaciones computacionales como lo puede ser la nula o baja luminosidad.
Como se menciono anteriormente, la concepci´on general de procesamiento de im´agenes es el generar una imagen nueva de una anterior, pero desde el punto de vista de los sistemas de visi´on artificial el principal, o ´unico, objetivo del procesamiento de im´agenes digitales es el hacer un an´alisis posterior m´as simple y fiable.
Entre las etapas que conforman el procesamiento de im´agenes tenemos las siguientes [Gon93]:
Adquisici´on de im´agenes. En esta etapa se adquiere una imagen digital. Para su realizaci´on se requiere un sensor de imagen y la capacidad de digitalizar lo que se produce por este sensor. En otras palabras, el sensor puede ser una c´amara o un scanner, que produscan la imagen digitalizada de lo que captan.
Preprocesamiento de la imagen obtenida. Aqu´ı se pasa por un proceso de mejora de la ima- gen, en donde se intenta perfeccionar ciertos detalles de la imagen, como lo son contraste, eliminaci´on de ruido, separaci´on de regiones con algunas caracter´ısticas especiales.
Segmentaci´on. La actividad de la segmentaci´on consiste en dividir la imagen de entrada en partes u objetos. Como se describe a mas detalle abajo, la segmentaci´on aut´onoma es problablemente una de las tareas mas dif´ıciles en el procesamiento de im´agenes.
Representaci´on y descripci´on. Despu´es de la segmentaci´on, se debe describir, en otras palabras extraer caracter´ısticas de inter´es para clasificar y diferenciar un objeto de otro. Reconocimiento e interpretaci´on. Esta es la ´ultima etapa, consiste en asignar descriptores a cada objeto para su reconocimiento posterior e interpretar el significado de un conjunto de elementos que se reconocieron, ya sea para ubicarse o simplemente para especificar que ese es un objeto buscado.
Figura A.5: Esquema de los pasos b´asicos en el procesamiento de im´agenes. Imagen obtenida de [Gon93]