Conceptos básicos del procesamiento de imágenes digitales

El procesamiento de imágenes digitales significa el procesamiento de imágenes digitales por medio de una computadora digital. También podemos decir que es un uso de algoritmos informáticos, tanto para obtener una imagen mejorada como para extraer información útil. 
 

El procesamiento de imágenes incluye principalmente los siguientes pasos:

1.Importación de la imagen a través de herramientas de adquisición de imágenes; 
2.Analizar y manipular la imagen; 
3. Salida cuyo resultado puede ser una imagen alterada o un informe basado en el análisis de esa imagen.

¿Qué es una imagen?

Una imagen se define como una función bidimensional, F(x,y) , donde x e y son coordenadas espaciales, y la amplitud de F en cualquier par de coordenadas (x,y) se denomina intensidad de esa imagen en ese punto. Cuando x, y, y los valores de amplitud de F son finitos, lo llamamos imagen digital . 
En otras palabras, una imagen puede definirse mediante una array bidimensional dispuesta específicamente en filas y columnas. 
La imagen digital se compone de un número finito de elementos, cada uno de los cuales tiene un valor particular en una ubicación particular. Estos elementos se denominan elementos de imagen, elementos de imagen y píxeles . Un píxeles el más utilizado para denotar los elementos de una imagen digital.

Tipos de una imagen

1. IMAGEN BINARIA : la imagen binaria, como sugiere su nombre, contiene solo dos elementos de píxeles, es decir, 0 y 1, donde 0 se refiere al negro y 1 se refiere al blanco. Esta imagen también se conoce como monocromática.
2. IMAGEN EN BLANCO Y NEGRO : la imagen que consta solo de color blanco y negro se denomina IMAGEN EN BLANCO Y NEGRO.
3. FORMATO DE COLOR DE 8 bits : es el formato de imagen más famoso. Tiene 256 tonos diferentes de colores y se conoce comúnmente como imagen en escala de grises. En este formato, 0 representa negro, 255 representa blanco y 127 representa gris.
4. FORMATO DE COLOR DE 16 bits : es un formato de imagen en color. Tiene 65.536 colores diferentes. También se conoce como formato de color alto. En este formato, la distribución del color no es la misma que en la imagen en escala de grises.

Un formato de 16 bits en realidad se divide en otros tres formatos que son rojo, verde y azul. Ese famoso formato RGB. 
 

Imagen como array

Como sabemos, las imágenes se representan en filas y columnas, tenemos la siguiente sintaxis en la que se representan las imágenes: 
 

El lado derecho de esta ecuación es imagen digital por definición. Cada elemento de esta array se denomina elemento de imagen, elemento de imagen o píxel. 
 

REPRESENTACIÓN DE IMAGEN DIGITAL EN MATLAB:

En MATLAB, el índice de inicio es de 1 en lugar de 0. Por lo tanto, f(1,1) = f(0,0). 
en adelante, las dos representaciones de la imagen son idénticas, excepto por el cambio en el origen. 
En MATLAB, las arrays se almacenan en una variable, es decir, X,x,input_image, etc. Las variables deben ser una letra al igual que otros lenguajes de programación. 

FASES DEL PROCESAMIENTO DE LA IMAGEN:

1. ADQUISICIÓN : podría ser tan simple como recibir una imagen en forma digital. El trabajo principal implica: 
a) Escalado 
b) Conversión de color (RGB a gris o viceversa) 
2. MEJORA DE LA IMAGEN : se encuentra entre las áreas de procesamiento de imágenes más simples y atractivas. También se utiliza para extraer algunos detalles ocultos de un imagen y es subjetivo. 
3. RESTAURACIÓN DE IMAGEN – También se ocupa de la recuperación de una imagen pero es objetiva (la restauración se basa en un modelo matemático o probabilístico o en la degradación de la imagen). 
4. PROCESAMIENTO DE IMÁGENES EN COLOR : se trata del procesamiento de imágenes en pseudocolor y a todo color. Los modelos de color son aplicables al procesamiento de imágenes digitales. 
5.WAVELETS Y PROCESAMIENTO DE RESOLUCIÓN MÚLTIPLE : es la base para representar imágenes en varios grados. 
6. COMPRESIÓN DE IMAGEN – Implica desarrollar algunas funciones para realizar esta operación. Se ocupa principalmente del tamaño o la resolución de la imagen. 
7. PROCESAMIENTO MORFOLÓGICO – Se trata de herramientas para la extracción de componentes de la imagen que son útiles en la representación y descripción de la forma. 
8. PROCEDIMIENTO DE SEGMENTACIÓN -Incluye la partición de una imagen en sus partes u objetos constituyentes. La segmentación autónoma es la tarea más difícil en el procesamiento de imágenes. 
9. REPRESENTACIÓN Y DESCRIPCIÓN-Sigue el resultado de la etapa de segmentación, elegir una representación es solo la parte de la solución para transformar datos sin procesar en datos procesados. 
10. DETECCIÓN Y RECONOCIMIENTO DE OBJETOS -Es un proceso que asigna una etiqueta a un objeto en base a su descriptor. 

CAMPOS SUPERPUESTOS CON PROCESAMIENTO DE IMÁGENES

De acuerdo con el bloque 1 , si la entrada es una imagen y obtenemos una imagen como salida, entonces se denomina procesamiento de imagen digital. 
De acuerdo con el bloque 2 , si la entrada es una imagen y obtenemos algún tipo de información o descripción como salida, entonces se denomina Visión por Computador. 
De acuerdo con el bloque 3 , si la entrada es alguna descripción o código y obtenemos una imagen como salida, entonces se denomina Gráficos por computadora. 
De acuerdo con el bloque 4 , si la entrada es una descripción o algunas palabras clave o algún código y obtenemos una descripción o algunas palabras clave como salida, entonces se denomina Inteligencia Artificial. 

REFERENCIAS

Procesamiento Digital de Imágenes (Rafael c. gonzalez)