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ANÁLISIS DIGITAL DE IMÁGENES
TEMA VI
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¿Qué es una imagen digital?
Radianza media de una parcela
Valor numérico
Tratamiento digital Pixel Nº entero (ND)
Pixel: unidad mínima de información en una imagen digital (ND)
Intensidad luminosa
Nivel de gris
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Significado de los píxeles
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Estructura de los datos en la imagen
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Soporte físico
§ Tradicionalmente:
è CCT
è Disquetes.
§ Actualmente:
è CD - ROM
è Cartuchos Exabyte
Acceso
è Secuencial
è Directo
è Directo
è Secuencial
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Formatos de grabación
§ Organización de los datos:
è Band Sequential (BSQ).
è Band Interleaved by Line (BIL).
è Band Interleaved by Pixel (BIP).
§ Tipo de codificación:
è 8 bits / 16 bits / 32 bits.
§ Código para la codificación:
è ASCII, Binario.
Formato: organización de los ND de la imagen en el soporte
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Almacenamiento
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§ Periféricos de entrada:
è Mesa digitizadora.
è Escáner.
§ Unidades de proceso.
§ Periféricos de salida:
è Monitor de alta resolución.
è Impresoras raster: tinta, sublimación,
láser, electrostáticas.
Equipos de tratamiento digital
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Periféricos de entrada
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Unidades de proceso
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Periféricos de salida
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Componentes lógicos
§ Sistema operativo:
è Unix / Linux
è Windows NT / 2000
§ Lenguajes de alto nivel:
è C++
è Delphi, Visual-basic...
§ Programas de aplicación.
è SPRING
è Erdas, Idrisi .....
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Organización del software
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§ Entornos gráficos /Lenguajes comando.
§ Auto-programables:
è Macros.
è Bibliotecas de rutinas.
è Lenguajes gráficos.
§ Arquitecturas abiertas: orientado hacia aplicaciones
específicas.
§ Acceso virtual (Internet).
Tendencias en el software
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Equipo de tratamiento digital de imágenes
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§ Equipos basados en un PC:
è Procesador Pentium 500.
è 128 Mb de RAM.
è 15 Gb de disco.
è 8 Mb de memoria gráfica.
è Monitor 17 pulgadas (1024 x 1010).
è Impresora de inyección de tinta / láser en color.
§ Equipos basados en una estación de trabajo:
è Procesador Risc.
è 1 Gb de RAM.
è 100 Gb de Disco.
è 8 Mb de memoria gráfica.
è Monitor 17-19 pulgadas.
è Impresora de láser color / sublimación.
Sistemas de tratamiento digital
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Funciones de tratamiento digital
§ Operaciones generales.
§ Corrección radiométrica y geométrica.
§ Realces del contraste.
§ Filtros.
§ Transformaciones (IV, ACP, ALME).
§ Clasificación.
§ Detección de cambios.
§ Análisis de texturas.
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Operaciones generales:Gestión de archivos
§ Importación / exportación a formatos externos.
§ Documentación.
è # filas y columnas.
è Codificación (8/16/32).
è Coordenadas y tamaño de píxel, datos de la proyección.
è Datos de la adquisición: fecha, ángulos
§ Carga de datos a la memoria gráfica.
è Imágenes, Vectores.
è Tablas de color...
§ Salvar datos de la memoria gráfica.
§ Transferir información entre archivos.
§ Extraer una ventana de la imagen.
§ Cambiar formatos / codificación.
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§ Seleccionar un ámbito de la imagen para su posterior tratamiento individualizado.
§ Clasificación estratificada; estadística de sectores geográficos.
Máscaras
Operaciones generales:
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Utilidades para la visualización
§ Ampliar / reducir la imagen.
§ Obtener coordenadas y valores de ND.
§ Digitalizar vectores sobre la imagen.
§ Moverse a una escala ampliada (roam / scroll).
§ Superponer vectores y gráficos.
Operaciones generales:
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Operaciones con el cursor
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Mediciones
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Zoom - interpolación
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§ Tendencia central y dispersión.
§ Histogramas.
§ Perfiles radiométricos.
§ Dispersogramas.
§ Correlación y regresión entre bandas.
Operaciones generales:
Estadísticas
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Correlación de Pearson
Medidas estadísticas
Media
Desviación típica
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§ Tendencia central.
§ Anchura: varianza, heterogeneidad.
§ Desplazamiento de los valores mínimos (dispersión atmosférica).
§ Presencia de “picos”.
Histogramas
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§ Correlación entre bandas: carácter específico o redundante.
§ Selección de bandas (separabilidad de cubiertas).
§ Presencia de agrupaciones.
Dispersogramas
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Transectos
§ Variabilidad espacial.
§ Carácter específico de cada banda.
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Perfiles espectrales
§ Diversidad espectral / firmas espectrales.
§ Particularidades de cada banda.
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Perfiles 3D
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Mejoras del contraste
§ Definición:
è C1 = NDmax / NDmin
è C2 = NDmax - NDmin
è C3 = DTND
§ Alternativas:
è Expansión: realce visual.
è Compresión: almacenamiento.
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Ajuste del contraste:necesidad
§ Equipos de visualización pobre.
§ Sensores de alta resolución
radiométrica:
è AVHRR: 10 bits
è Ikonos : 11 bits.
§ Histograma poco contrastado.
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Tablas de referencia del color (Look Up Table, LUT)
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Métodos de ajuste
§ Compresión:
è Conversión 24 a 8 bits.
è Compresión gráfica (.JPG ; Wavelets)
§ Expansión:
è Lineal.
è Gausiana.
è Frecuencial.
è Especial.
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Diversos métodos de
expansión del contraste
§ NV = s + g ND
è 0 = s + g NDmin
è 255 = s + g NDmax
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Ejemplo de realce lineal
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Realce frecuencial
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Realce lineal
/ frecuencial
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Máscaras de color
Máscara binaria para aislar zonas de agua
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Formación del color
§ Elección de las bandas (respuesta
espectral).
èCriterio de Interpretatividad visual.
èCriterio estadístico:
§ Orden de asignación.
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Formación del color
Teoría aditiva Teoría sustractiva
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Significado del color
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Distintas composiciones en
color
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Seudo-color
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Efecto espacial de los filtros
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Filtro en el dominio frecuencial
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Filtro en el dominio espacial
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Filtro espacial
§ Valor ponderado de acuerdo a los
valores vecinos:
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Ejemplo de filtrado espacial
Imagen original Imagen filtrada
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Matrices de filtraje
§ Paso bajo:
§ Paso alto:
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Efectos del filtrado
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Filtros direccionales
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Filtros direccionales
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Filtros direccionales
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Detectores de borde
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Aplicación de filtros a MDT
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Filtros no lineales
§ Sobel:
è è C = (NDi-1,j+1 + 2 NDi,j+1 + NDi+1,j+1) - (NDi-1,j-1 + 2
NDi,j-1 + NDi+1,j- 1)
è è F = (NDi-1,j-1 + 2 NDi-1,j + NDi-1,j+1) - (NDi+1,j- 1 + 2
NDi+1,j + NDi+1,j+1)
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Filtro no lineal (Sobel)