Procesamiento Digital de Imágenes

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PROGRAMA DE ESTUDIO Programa Educativo: Licenciatura en Ciencias Computacionales Área de

Formación: Integral Profesional

Procesamiento Digital de Imágenes

Horas teóricas: 1 Horas prácticas: 4 Total de Horas: 5 Total de créditos: 6 Clave: F1334 Tipo : Asignatura Carácter de la asignatura Optativa

Programa elaborado por: Academia de Ciencias Computacionales

Fecha de elaboración: Julio de 2010

Fecha de última actualización:

*Seriación explícita NO

Asignatura antecedente Asignatura Subsecuente

Ninguna Ninguna

Seriación implícita NO

Conocimientos previos: Matemáticas Discretas, Cálculo diferencial, Cálculo integral, Programación Avanzada

Presentación

Para el desarrollo de los Sistemas de Información Geográfica, de las Bases de Datos Espaciales y en general de los sistemas de Reconocimiento de Imágenes, una de las partes fundamentales es la adquisición de los datos, mismos que deben ser

extraídos de las imágenes. En este curso se ofrecen los principios teóricos de la adquisición de datos a partir de imágenes, con el fin de almacenar, recuperar y manipular información obtenida desde una imagen digital. Se revisarán diferentes métodos de obtener información de las imágenes, haciendo uso de la computadora y de herramientas de software dedicadas al tema.

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Este curso será la base para otro curso de Reconocimiento de Patrones.

Objetivo General

El alumno será capaz de extraer información de imágenes digitales, utilizando software especializado en la manipulación de imágenes digitales.

Competencias que se desarrollaran en esta asignatura

El alumno diseña algoritmos para el manejo de estructuras de datos.

El alumno diseña algoritmos numéricos, de optimización al tratar con imágenes digitales

El alumno puede programar en diferentes lenguajes, puesto que se prefiere el uso de lenguajes especializados.

Competencias del perfil de egreso que apoya esta asignatura

El alumno diseña algoritmos para el manejo de estructuras de datos.

El alumno diseña algoritmos numéricos, de optimización al tratar con imágenes digitales

El alumno puede programar en diferentes lenguajes, puesto que se prefiere el uso de lenguajes especializados.

Escenario de aprendizaje

Salón de clases y laboratorio de cómputo, biblioteca.

Perfil sugerido del docente

Se requiere un docente con conocimientos sólidos de teoría de la computación y hábil en la programación, con capacidad de abstracción fuertemente desarrollada y con habilidades didácticas, de preferencia con estudios de doctorado.

Contenido Temático

Unidad No. 1 Panorama general del procesamiento digital de imágenes

Objetivo particular Conocer el potencial de desarrollo del procesamiento digital de imágenes, tener un panorama amplio de las herramientas de software y literarias que se encuentran para el desarrollo de esta área de conocimiento.

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Hrs. estimadas 26

Temas Resultados del aprendizaje Sugerencias didácticas Estrategias y criterios de evaluación

1.- Introducción

1.1.- Panorama general 1.2.- Visión humana y visión por computadora

1.3.- Sistemas de visión por computadora 1.4.- Herramientas matemáticas 1.5.- Literatura asociada 2.- Adquisición de imágenes 2.1.- Descripción de las

tecnologías para adquisición de imágenes: Cámaras CCD, cámaras CMOS, cámaras de video. 2.2.- Formtos de archivos de imágenes 3.- ImageJ 3.1.- Instalación y puesta a punto 3.2.- Manipulación y procesamiento de imágenes 3.3.- Descripción de la plataforma ImageJ

El alumno tendrá un panorama extenso sobre la tecnología aplicada al procesamiento digital de imágenes. Distinguirá los diferentes formatos en que se crean los archivos de imágenes digitales y reconocerá el formato de cada uno de los tipos diferentes de archivos. El alumno aprenderá e instalará la plataforma de desarrollo ImageJ como complemento de Java para manipular imágenes digitales

Se sugiere que el profesor proporcione algoritmos debidamente documentados para que puedan ser seguidos paso a paso en ImageJ.

Se sugiere tener referencias de revistas especializadas para conocer el estado del arte en el área de estudio.

Se recomienta contar con equipo de cómputo adecuado, para instalar y trabajar con la plataforma seleccionada.

El alumno debe ser capaz de crear un programa que muestre el formato de cada uno de los diferentes tipos de archivos de imágenes digitales.

Al término de esta unidad, el alumno podrá describir las características más importantes de los dispositivos de

adquisisicón de imágenes. Como un criterio de evaluación propuesto, se sugiere al

docente dar mayor importancia a la práctica.

Programación 60%

Exposiciones y desarrollos por escrito 30%

Examen 10%

Unidad No. 2 Histogramas y Operaciones sobre puntos

Objetivo particular El alumno podrá interpretar un histograma de frecuencias de una imágen digital y será capaz de modificar una imagen al modificar los pixeles que la conforman

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Hrs. estimadas 26

Temas Resultados del aprendizaje Sugerencias didácticas Estrategias y criterios de evaluación 1.- Hiistogramas 1.1.- Definición y concepto de histograma. 1.2.- Interpretación de los histogramas 1.3.- Cálculo de histogramas 1.4.- Histogramas de imágenes con más de 8 bits 1.5.- Histogramas en imágenes a colores

2.- Operaciones sobre puntos 2.1.- Modificar la intensidad de la imágen.

2.2.- Ajuste automático del contraste. 2.3.- Corrección Gamma 2.4.- Filtros lineales 2.5.- Filtros no lineales 2.6.- Operaciones de filtros en ImageJ

El alumno adquirirá habilidad en el manejo de la platoaforma ImageJ para transformar las imágnenes. Será capaz de crear herramientas de software que le permitan implementar algoritmos de manipulación de imágenes.

Hará programas que

demuestren la transformación de imágenes de acuerdo a lo solicitado.

El docente debe promover actitudes positivas y valores en sus clases, el trato con respeto es fundamental.

En cuanto al uso de la plataforma, una muy buena sugerencia es el uso del cañon de luz, para que los alumnos vean el uso de la plataforma. Se debe garantizar

constantemente el seguimiento por parte del docente para evitar la distracción de los estudiantes.

El alumno puede coleccionar los programas que se estén realizando, para que al final de la unidad, se entreguen como una biblioteca de funciones. Es importante también que el alumno redacte y exponga resultados.

Programas 50%

Presentacion de resultados 20%

Examen escrito 30%

Unidad No. 3 Extracción de características

Objetivo particular El alumno creará herramientas que le permitan extraer información útil de las imágenes, para integrarlas en un sistema de información.

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Temas Resultados del aprendizaje Sugerencias didácticas Estrategias y criterios de evaluación

1.- Aristas y contornos

1.1.- Qué es lo que hace una arista. 1.2.- Detección de aristas basado en gradiente 1.3.- Operaciones de aristas en ImageJ 1.4.- Operadores de detección de aristas de segundo orden 1.5.- Detección de curvaturas 1.6.- Estructuras salientes 1.7.- Transformada de Hough 2.- Regiones en imágenes binarias 2.1- Localización de regiones 2.2. Contornos de la región 2.3.- Representación de las regiones 3.- Imágenes en color

El alumno habrá programado herramientas computacionales que permitan detectar

contornos y aristas.

El docente debe promover actitudes positivas y valores en sus clases, el trato con respeto es fundamental.

En cuanto al uso de la plataforma, una muy buena sugerencia es el uso del cañon de luz, para que los alumnos vean el uso de la plataforma. Se debe garantizar

constantemente el seguimiento por parte del docente para evitar la distracción de los estudiantes.

El alumno puede coleccionar los programas que se estén realizando, para que al final de la unidad, se entreguen como una biblioteca de funciones. Es importante también que el alumno redacte y exponga resultados. Programas 50% Presentacion de resultados 20% Examen escrito 30% Bibliografía básica

[Burger and Burge, 2008] Burger, W. and Burge, M. J. (2008). Digital Image Processing: An Algorithmic Introduction Using Java. Springer, USA.

[Jäne, 2005] Jäne, B. (2005). Digital Image Processing. Springer.

[Nixon and Aguado, 2008] Nixon, M. and Aguado, A. (2008). Feature extraction and Image Processing. Elsevier Ltd., 2 edition.

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Bibliografía complementaria

[Chacón M., 2007] Chacón M., M. (2007). Procesamiento digital de imágenes. Trillas, México.

[lcañiz Raya, 1999] Alcañiz Raya, M. (1999). Procesamiento digital e imagen. Universidad Politécnica de Valencia, Servicio de Publicaciones, Valencia, España.

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Referencias

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