ANÁLISIS DIGITAL DE IMÁGENES

TEMA VI

¿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

Significado de los píxeles

Estructura de los datos en la imagen

Soporte físico

§ Tradicionalmente:

è CCT

è Disquetes.

§ Actualmente:

è CD - ROM

è Cartuchos Exabyte

Acceso

è Secuencial

è Directo

è Directo

è Secuencial

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

Almacenamiento

§ 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

Periféricos de entrada

Unidades de proceso

Periféricos de salida

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 .....

Organización del software

§ 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

Equipo de tratamiento digital de imágenes

§ 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

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.

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.

§ Seleccionar un ámbito de la imagen para su posterior tratamiento individualizado.

§ Clasificación estratificada; estadística de sectores geográficos.

Máscaras

Operaciones generales:

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:

Operaciones con el cursor

Mediciones

Zoom - interpolación

§ Tendencia central y dispersión.

§ Histogramas.

§ Perfiles radiométricos.

§ Dispersogramas.

§ Correlación y regresión entre bandas.

Operaciones generales:

Estadísticas

Correlación de Pearson

Medidas estadísticas

Media

Desviación típica

§ Tendencia central.

§ Anchura: varianza, heterogeneidad.

§ Desplazamiento de los valores mínimos (dispersión atmosférica).

§ Presencia de “picos”.

Histogramas

§ Correlación entre bandas: carácter específico o redundante.

§ Selección de bandas (separabilidad de cubiertas).

§ Presencia de agrupaciones.

Dispersogramas

Transectos

§ Variabilidad espacial.

§ Carácter específico de cada banda.

Perfiles espectrales

§ Diversidad espectral / firmas espectrales.

§ Particularidades de cada banda.

Perfiles 3D

Mejoras del contraste

§ Definición:

è C1 = NDmax / NDmin

è C2 = NDmax - NDmin

è C3 = DTND

§ Alternativas:

è Expansión: realce visual.

è Compresión: almacenamiento.

Ajuste del contraste:necesidad

§ Equipos de visualización pobre.

§ Sensores de alta resolución

radiométrica:

è AVHRR: 10 bits

è Ikonos : 11 bits.

§ Histograma poco contrastado.

Tablas de referencia del color (Look Up Table, LUT)

Métodos de ajuste

§ Compresión:

è Conversión 24 a 8 bits.

è Compresión gráfica (.JPG ; Wavelets)

§ Expansión:

è Lineal.

è Gausiana.

è Frecuencial.

è Especial.

Diversos métodos de

expansión del contraste

§ NV = s + g ND

è 0 = s + g NDmin

è 255 = s + g NDmax

Ejemplo de realce lineal

Realce frecuencial

Realce lineal

/ frecuencial

Máscaras de color

Máscara binaria para aislar zonas de agua

Formación del color

§ Elección de las bandas (respuesta

espectral).

èCriterio de Interpretatividad visual.

èCriterio estadístico:

§ Orden de asignación.

Formación del color

Teoría aditiva Teoría sustractiva

Significado del color

Distintas composiciones en

color

Seudo-color

Efecto espacial de los filtros

Filtro en el dominio frecuencial

Filtro en el dominio espacial

Filtro espacial

§ Valor ponderado de acuerdo a los

valores vecinos:

Ejemplo de filtrado espacial

Imagen original Imagen filtrada

Matrices de filtraje

§ Paso bajo:

§ Paso alto:

Efectos del filtrado

Filtros direccionales

Filtros direccionales

Filtros direccionales

Detectores de borde

Aplicación de filtros a MDT

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)

Filtro no lineal (Sobel)