Introducci on al Procesamiento Digital de Im agenesIm agenes Visual stica Senales~ Breve historia de las im agenes digitales Introducci on al Procesamiento Digital de Im agenes Lecci

ImagenesVisualıstica

SenalesBreve historia de las imagenes digitales

Introduccion alProcesamiento Digital de Imagenes

Leccion 01

Dr. Pablo Alvarado Moya

MP6123 Procesamiento Digital de ImagenesPrograma de Maestrıa en Electronica

Enfasis en Procesamiento Digital de SenalesEscuela de Ingenierıa Electronica

Tecnologico de Costa Rica

III Cuatrimestre 2020

P. Alvarado — TEC — 2020 Introduccion al PDI 1 / 36



Contenido

1 ImagenesPercepcion

2 VisualısticaProblema directoProblema inverso

3 Senales

4 Breve historia de las imagenes digitales




Percepcion

IMAGENES




Percepcion

Percepcion

Sistemas perceptivos biologicos se han adaptado al entorno




Percepcion

Percepcion Acustica

Algunos utilizan ondas acusticas




Percepcion

Percepcion Acustica

Algunos utilizan ondas acusticas




Percepcion

Percepcion Optica

Otros se han adaptado al espectro de luz visible




Percepcion

Percepcion Optica





Percepcion

Percepcion Optica





Percepcion

Imagenes

¿Que es una imagen?

Del latın imago (retrato) → verbo imitari↑

Imitacion de la realidad




Percepcion

Imagenes


Del latın imago (retrato) → verbo imitari

↑Imitacion de la realidad




Percepcion

Imagenes


Del latın imago (retrato) → verbo imitari↑

Imitacion de la realidad




Percepcion

Papel de las imagenes

Historicamente civilizacion humana ha dado a imagenes fines

ilustrativos

artısticos

mısticos

Petroglifo, Guayabo Carpaccio (1514), La Disputa de San Esteban




Percepcion

Papel de las imagenes (2)

En ciencia e ingenierıa: uso documental

Leonardo Davinci




Percepcion

Nuevas imagenes

Nuevas tecnologıas de captura de imagenes posibilitan observacionde macro- y micro-realidades

NASA, Telescopio Hubble Rob Ruigrok, UVHCI




Problema directoProblema inverso

Convergencia de disciplinas

Visualıstica

N A


http://www.youtube.com/watch?v=sqYgU6CjGds

https://www.boredpanda.com/creative-print-ads/




Computadores

Avance de la tecnologıa computacional permite automatizar eltratamiento de

las imagenespropiamente

la informacion quelas imagenescontienen

Número de transistores en un microprocesador 1971-2011 y la Ley de Moore

Núm

ero

de tr

ansi

stor

es

Fecha de introducción

la recta indica unaduplicación del númerode transistores cadados años

Wgsimon, Wikipedia





Problemas en visualıstica computacional

Dos tipos de problemas:

Problemas directos

Problemas inversos





Problema directo: CapturaProceso de formacion de imagenes

z

x y

y’

x’

Fuente de energıa

ImagenObjeto Camara





Problema directo: Captura

Escena

→ magnitud fısica → captura → imagen

Radio Electrones Ultrasonido

Trio 3T Scanner REM Facility Your Ultrasound

Universidad de Iowa Dartmouth College D.M. Angel






Escena→ magnitud fısica

→ captura → imagen









Escena→ magnitud fısica → captura

→ imagen









Escena→ magnitud fısica → captura → imagen









Escena→ magnitud fısica → captura → imagen








Problema directo: Graficos por computador

Modelo de la realidad

→ algoritmos → imagen

20th Century Fox, Avatar






Modelo de la realidad

→ algoritmos → imagen







Modelo de la realidad → algoritmos → imagen






Problema inversoExtraccion de informacion

Extraccion de informacion de las imagenesMagnitudFısica

Adquisicion

Imagen

Imagen

Imagen

Imagen

Imagen

Imagen

Imagen Procesamiento

Analisis

Estructuras

Estructurasde Datos

Comprensionde Imagenes

de Imagenes

de Imagenes

de Imagenes

Industrial

Vision

Vision

por Computador

Semanticas

Senales deControl

Toma deDecisiones

Uso de: Ingenierıa, Computacion, Matematica





Problema inversoExtraccion de informacion

Extraccion de informacion de las imagenesMagnitudFısica

Adquisicion

Imagen

Imagen

Imagen

Imagen

Imagen

Imagen

Imagen Procesamiento

Analisis

Estructuras

Estructurasde Datos

Comprensionde Imagenes

de Imagenes

de Imagenes

de Imagenes

Industrial

Vision

Vision

por Computador

Semanticas

Senales deControl

Toma deDecisiones

Uso de: Ingenierıa, Computacion, Matematica





Aplicaciones

Por rol de la vision en percepcion humana, las aplicaciones de estasareas crecen:

1 Analisis de imagenes medicas

2 Analisis de imagenes de microscopıa

3 Mediciones visuales industriales

4 Analisis de imagenes satelitales

5 Medios de transporte

6 Astronomıa




Senales

En este contexto:

Imagen es una senal




Senal

Senal

Resultado de observacion o medicion

del comportamiento de una magnitud fısica

con algun contenido de informacion.




Caracterısticas de las senales

Caracterıstica Valores

Numero de variables una variable multiples variablesDimensionalidad escalar vectorial (multicanal)Variables independientes discretas continuasValores de la senal discretos continuosNaturaleza estadıstica deterministas aleatorias




Numero de variables




Numero de variables




Numero de variablesMRI




DimensionUnidimensionales contra multidimensionales

f (t) =

f1(t)f2(t)

...fn(t)
















Variables independientesSenales continuas contra discretas

0

t

xc(t)

Tp

23Tp

4 Tp5Tp

43Tp

2-Tp

4-Tp

2-3Tp

4-TpαTp

2π 654321−1 0n

x(n)




Variables dependientesValores continuos contra discretos

-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8

x(t)

t




Naturaleza estadısticaSenales deterministas contra aleatorias

0

t

xc(t)

Tp

23Tp

4 Tp5Tp

43Tp

2-Tp

4-Tp

2-3Tp

4-TpαTp

2π

Senales aleatorias

Estacionarias

No estacionarias




Senales Digitales y Analogicas

Variable\Valor Continuo Discreto

Continuo analogica —Discreto variable discreta digital

Zn → Zm (Digital)

IRn → Zm

Zn → IRm (n = m = 1 ⇒ Espacio discreto)

IRn → IRm (Analogico)

Este curso: Imagenes Digitales

Senales de dos variables discretas, de valor escalar y vectorialcuantificados y de naturalezas determinista y aleatoria.




Breve historia de las imagenes digitales




1921

(McFarlane, Digital Pictures Fifty Years Ago, 1972)

Imagen digital producida en 1921 con un teletipo a partir de unagrabacion codificada

≈1920 Necesidad de transmitir imagenes con fines periodısticos




1922


Noviembre 6, 1922 imagen reconstruida de senal enviada ida y vueltaentre Londres y Halifax, Nueva Escocia, Canada




1929


1929 imagen en 15 tonos transmitida de Londres a Nueva York de losgenerales Pershing y Foch




1964

(NASA)

Imagen de la superficie lunar tomada por el Ranger 7 el 31 de julio de1964




Resumen

1 ImagenesPercepcion

2 VisualısticaProblema directoProblema inverso

3 Senales

4 Breve historia de las imagenes digitales




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© 2005-2020 Pablo Alvarado-Moya Escuela de Ingenierıa Electronica Instituto Tecnologico de Costa Rica


http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/

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