Procesamiento digital de imágenes

Hablaré un poco sobre un tema que me gusta mucho; el procesamiento digital de imágenes.

Cuando pensamos en este juego de palabras podemos deducir de manera sencilla que se trata de hacer algo (algún procesamiento) en una imagen digital, y ciertamente de eso se trata. Pero ¿para qué hacemos esto? O ¿como lo hacemos?

De repente una idea aparece y pensamos en Photho Shop,  y efectivamente  hace un procesamiento en una imagen digital; pero ¿que hay detrás?

Este popular programa utiliza muchos principios y técnicas del procesamiento digital de imágenes para conseguir las ediciones y efectos en las fotografías, básicamente hablamos de conceptos como realces, filtrados, detecciones de bordes, etc.

Pero se puede obtener algo más que una bonita foto editada con todos estos conceptos, entonces comenzamos a hablar de fines  científicos, comenzaremos definiendo que es exactamente una imagen digital.

Wikipedia nos dice que una imagen digital es una representación bidimensional de una imagen a partir de una matriz numérica, frecuentemente en binario (unos y ceros). Dependiendo de si la resolución de la imagen es estática o dinámica, puede tratarse de una imagen matricial (o mapa de bits) o de un gráfico vectorial. El mapa de bits es el formato más utilizado en “la informática”; y que  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.

Ahora bien, una  imagen digital no es siempre una simple fotografía, también hablamos de imágenes medicas, imágenes de radares, de satélites, entre otras.

En lo personal mi fascinación con esta área viene de que podemos saber más del contexto de la imagen cuando es procesada que solo viéndola.

Como bien dice el concepto de procesamiento digital de imágenes, esta es toda una rama que encierra múltiples técnicas que se basan inclusive en algoritmos muy complejos para conocer detalles dentro de la imagen.

Algunas de las técnicas que podemos mencionar entre las más famosas están los filtrados, estas técnicas como su nombre lo dice “filtran” información numérica dentro de la imagen, obteniendo una nueva imagen que servirá para facilitar las siguientes tareas o procesos que se implementaran. Entre los objetivos de aplicar estos filtros en una imagen están: Suavizar la imagen, eliminar ruido, realzar bordes y detectar bordes:

Otras técnicas modifican el color de la imagen acorde a la necesidad del estudio, cambiando las intensidades y los colores en secciones o completamente.

Existen algunas donde es necesario modificar la morfología de la imagen para poder estudiarla. Aquí podemos hablar de deformaciones entre otras cosas.

Todo esto puede usado para obtener una imagen idónea para los fines de estudio, es decir de una imagen pura obtenemos una imagen procesada que en una primera faceta estará lista para ser estudiada y obtener información de la misma.

Un ejemplo es conocer la sección que separa un área de casas de otra de arboles en una imagen multiespectral tomada desde un satélite

 MHI

Imagen multiespectral.

A primera estancia se observan solo manchas que difícilmente podrían ser catalogadas como casas o arboles,  ya utilizando las técnicas mencionadas anteriormente  podemos modificar la matriz que representa esta imagen para realzar determinados bordes y zonas ó podemos realizar un filtrado eliminando el ruido de la imagen para que esta pueda ser estudiada a mayor precisión.

Ya detectadas estas zonas podemos cambiar el color para seccionar y hacer  mas fácil la visualización de la zona y utilizar métodos algoritmos que harán una clasificación mediante la información numerica contenida en los pixeles de la imagen (reconocimiento de patrones).

Por otro lado si hablamos de imágenes medicas podemos encontrar fascinantes utilidades, ya que por ejemplo se pueden detectar anomalías y cuerpos extraños en imágenes de resonancia magnética funcional  mediante técnicas de procesamiento de imágenes .

Aun que los principios puedan ser los mismos, cada técnica tiene un toque especial,  haciendo una analogía para recorrer una imagen digital podemos pensar en un juego de ajedrez, donde cada pieza tiene una particular forma de avanzar en la cuadricula, podemos decir entonces que cada pieza es una técnica de recorrido de la matriz de la imagen, entonces la combinación perfecta de movimientos de cada pieza nos otorga la victoria en el juego y en el caso de las imágenes,  cada técnica o la combinación de estas  nos da la información que buscamos dentro de la imagen digital.

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Un comentario en “Procesamiento digital de imágenes

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