Introducción a la imagen digital
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El procesamiento de señales es una disciplina en ingenierÃa eléctrica y matemáticas que se ocupa del análisis y procesamiento de señales analógicas y digitales, asà como del almacenamiento, filtrado y otras operaciones de señales. Estas señales incluyen señales de transmisión, señales de audio o de voz, señales de imagen y otras señales, etc.
De todas estas señales, el campo que se ocupa del tipo de señales para las que la entrada es la imagen y la salida es la imagen se realiza en el procesamiento de imágenes. Como sugiere su nombre, se ocupa del procesamiento de imágenes.
Se puede dividir en imágenes analógicas e imágenes digitales.
El procesamiento de imágenes analógicas se realiza en señales analógicas. Incluye procesamiento de señales analógicas 2D. En este tipo de procesamiento, las imágenes se procesan eléctricamente cambiando una señal eléctrica. Un ejemplo tÃpico es una imagen de televisión.
Con el tiempo, el procesamiento de imágenes digitales ha prevalecido sobre el procesamiento de imágenes analógicas debido a su gama más amplia de aplicaciones.
El procesamiento de imágenes digitales se ocupa del desarrollo de un sistema digital que realiza operaciones en una imagen digital.
Una imagen no es más que una señal bidimensional. Está definido por la función matemática f (x, y), donde xey son dos coordenadas horizontales y verticales.
El valor de f (x, y) en cualquier punto da el valor de pÃxel en ese punto de la imagen.
La figura anterior muestra un ejemplo de la imagen digital que está viendo actualmente en la pantalla de una computadora. Pero en realidad, esta imagen no es más que una matriz bidimensional de números del 0 al 255.
| 128 | treinta | 123 |
| 232 | 123 | 321 |
| 123 | 77 | 89 |
| 80 | 255 | 255 |
Cada número representa el valor de la función f (x, y) en cualquier punto. En este caso, cada valor 128, 230, 123 representa un valor de pÃxel separado. Las dimensiones de la imagen son en realidad las dimensiones de esta matriz bidimensional.
Si la imagen es una matriz bidimensional, ¿cómo se relaciona con la señal? Para entender esto, primero necesitamos entender qué es una señal.
En el mundo fÃsico, cualquier cantidad medida en el tiempo en el espacio o en cualquier dimensión superior puede aceptarse como una señal. Una señal es una función matemática que transmite cierta información.
La señal puede ser unidimensional, bidimensional o multidimensional. Una señal unidimensional es una señal que se mide a lo largo del tiempo. Un ejemplo tÃpico es una señal de voz.
Las señales bidimensionales son aquellas que se miden en términos de alguna otra cantidad fÃsica. Un ejemplo de señal bidimensional es una imagen digital. En la próxima lección, veremos más de cerca cómo se generan e interpretan las señales 1D o 2D y las señales superiores.
Porque cualquier cosa que transmita información o transmita un mensaje en el mundo fÃsico entre dos observadores es una señal. Esto incluye el habla o (voz humana) o la imagen como señal. Porque cuando hablamos, nuestra voz se convierte en una onda / señal de sonido y se convierte dependiendo de la hora a la que estemos hablando. No solo eso, sino también la forma en que funciona una cámara digital, ya que adquirir una imagen de una cámara digital implica transmitir una señal de una parte del sistema a otra.
Dado que capturar una imagen de una cámara es un proceso fÃsico. La luz solar se utiliza como fuente de energÃa. Se utiliza una serie de sensores para obtener una imagen. Por lo tanto, cuando la luz solar incide en un objeto, los sensores captan la cantidad de luz reflejada por ese objeto y se genera una señal de voltaje continuo en función de los datos recibidos. Para crear una imagen digital, necesitamos digitalizar estos datos. Esto incluye muestreo y cuantificación. (Estos se comentan más adelante). El resultado del muestreo y la cuantificación es una matriz bidimensional o matriz de números, que no es más que una imagen digital.
La visión artificial o la visión por computadora está desarrollando un sistema en el que la entrada es una imagen y la salida es cierta información. Por ejemplo: desarrollar un sistema que escanea un rostro humano y abre cualquier candado. Este sistema se verá asÃ.
Los gráficos por computadora se preocupan por generar imágenes a partir de modelos de objetos, no por capturar imágenes con ningún dispositivo. Por ejemplo: renderizar un objeto. Generando una imagen a partir del modelo de objetos. Un sistema asà podrÃa verse asÃ.
La inteligencia artificial es más o menos el estudio de cómo la inteligencia humana está incrustada en las máquinas. La inteligencia artificial tiene muchos usos en el procesamiento de imágenes. Por ejemplo: desarrollar sistemas de diagnóstico computarizados que ayuden a los médicos a interpretar imágenes de rayos X, resonancias magnéticas, etc., y luego resaltar áreas visibles para que el médico las examine.
El procesamiento de señales es una especie de paraguas, y el procesamiento de imágenes está debajo. La cantidad de luz reflejada por un objeto en el mundo fÃsico (mundo 3D) pasa a través de la lente de la cámara y se convierte en una señal 2D y, por lo tanto, da como resultado una imagen. Luego, esta imagen se digitaliza utilizando técnicas de procesamiento de señales, y luego esta imagen digital se procesa en el procesamiento de imágenes digitales.
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