ÍNDICE

1. ÍNDICE • Introducción • Objetivos • Procesamiento de imágenes • Formato WAVE • De imagen a sonido • Experimentos • Noticias • Conclusiones

2. INTRODUCCIÓN • Un gran porcentaje de la información nos llega a travésde la vista. -Problema: personas con deficiencias visuales. -Solución: métodos alternativos (tacto...) • Avances en la sonificación de datos. -No sucede lo mismo con las imágenes. • Sonificación:Representación de imágenes por medio de sonidos.

3. INTRODUCCIÓN • Optófono como instrumento para sonificar una imagen o escena. • Problema: limitadacapacidad de asimilación de información auditiva en comparación con la visual. - Solución: eliminar información para simplificar.

4. SONIFICACIÓN • Sonificación: uso de sonido no hablado (nonspeech audio) para tratar o canalizar la información • Áreas de interés: desde el estudio sobre la percepciónhumana hasta la elección de dispositivos acústicos. • Foro internacional de investigación en el área de lasonificación (ICAD).

5. ACCESO A LA INFORMACIÓN (La percepción) • Proceso mediante el cual se maneja la información. • Según Jacobson (1950,1951) el ojo tiene una capacidad de asimilación de información de 130 x 106 x 18 = 2340 x 106 bits/s. • Un humano puede distinguir un rango de frecuencia entre 30 y 16000 Hz. • La capacidad del oído con estos datos es de     1450 x 4 x 7.7 = 44600 bits/s.

6. ACCESO A LA INFORMACIÓN(Distintas formas de percepción) • Percepción como una colección de datos y su procesamiento. • Diversos animales obtienen la información en una forma poco usual: - Murciélagos: emiten ultrasonidos - Serpiente cascabel: detecta infrarrojos - Pez torpedo: produce corrientes eléctricas

7. ACCESO A LA INFORMACIÓN¿y si falla la percepción visual? • Braille (XIX) inventó un sistema para representar las letras del alfabeto en relieve. -Inconvenientes: excesivo volumen de las copias y alto coste deproducción. • Métodos complementarios: grabaciones en cinta magnetofónica, escáner y ordenador.. • Proyecto Tiflonet, Web por y para ciegos.

8. ACCESO A LA INFORMACIÓN¿y si falla la percepción visual? • Aparatos para convertir información visual: *TVSS: Sistema de substitución sensorial *Contador Geiger: emite señales acústicas en respuesta a diferentes niveles de radiación según cambios en el medio. *Pulsioxímetro: produce señales acústicas que varían en intensidad según el nivel de oxígeno en sangre del paciente. • ¿Y qué pasa con las imágenes? • Aplicación de la sonificación.

9. ÍNDICE • Introducción • Objetivos • Procesamiento de imágenes • Formato WAVE • De imagen a sonido • Experimentos • Noticias • Conclusiones

10. OBJETIVOS • Transformar unaseñal visual simplificada (imagen bidimensional o sintética) en una señal de audioequivalente. • Optófono que distingue intensidades de gris. • Es importante la simplificación de la escena a sonificar. -Diferentes métodos de segmentación de imágenes : * Reducción de la resolución espacial * Detección de bordes

11. ÍNDICE • Introducción • Objetivos • Procesamiento de imágenes • Formato WAVE • De imagen a sonido • Experimentos • Noticias • Conclusiones

12. PROCESAMIENTO DE IMÁGENES • Representación de imágenes • Conversión a grises • Negativo de una imagen • Umbralización • Cuantización • Reducción de la resolución de la imagen • Filtros

13. REPRESENTACIÓN DE IMÁGENES • Imagen digital > f (x,y) -(x,y) : coordenadas de la imagen -f : nivel de gris en la posición (x,y) • Se caracteriza por MxNxL: -M : número de filas -N : número de columnas -L : número de bits para representar cada pixel

14. PROCESAMIENTO DE IMÁGENES • Representación de imágenes • Conversión a grises • Negativo de una imagen • Umbralización • Cuantización • Reducción de la resolución de la imagen • Filtros

15. CONVERSIÓN A GRISES • Optófono sólo trabaja con niveles de gris. -Convertir la imagen a escala de grises. • El ojo humano percibe desde 380 a 780 nm (desde el violeta hasta el rojo). • Obtención de gris a partir de colores: Y = R*0.3 + G*0.59 + B*0.11

16. CONVERSIÓN A GRISES • Imagen de Lenna como imagen clásica en el procesado de imágenes. ). • Imagen de Lenna a color; • b) Imagen de Lenna en escala de grises (256 niveles)

17. PROCESAMIENTO DE IMÁGENES • Representación de imágenes • Conversión a grises • Negativo de una imagen • Umbralización • Cuantización • Reducción de la resolución de la imagen • Filtros

18. NEGATIVO DE UNA IMAGEN • Transformar cada píxel en la escala de grises en una imagen con niveles de intensidad invertidos. • Operación: nuevo_píxel = MAX - viejo_píxel Fig. 6: a) Lenna a 256 niveles de gris; b) Lenna en negativo.

19. PROCESAMIENTO DE IMÁGENES • Representación de imágenes • Conversión a grises • Negativo de una imagen • Umbralización • Cuantización • Reducción de la resolución de la imagen • Filtros

20. UMBRALIZACIÓN • Método de segmentación: - Imagen en escala de grises > Imagen con sólo dos niveles de gris separando objetos del fondo. si (viejo_píxel>umbral)       nuevo_píxel = MAX sino       nuevo_píxel = MIN

21. UMBRALIZACIÓN • Ejemplos: Lenna a 256 niveles de gris; Lenna con un umbral alto; Lenna con un umbral bajo; Lenna con un umbral intermedio;

22. PROCESAMIENTO DE IMÁGENES • Representación de imágenes • Conversión a grises • Negativo de una imagen • Umbralización • Cuantización • Reducción de la resolución de la imagen • Filtros

23. CUANTIZACIÓN • Convertir una imagen con una escala degrises de x niveles a otra con una escala menor, reduciendo el volumen de datos. Lenna a 8 niveles de gris; Lenna a 256 niveles de gris; Lenna a 16 niveles de gris; Lenna a 4 niveles de gris.

24. PROCESAMIENTO DE IMÁGENES • Representación de imágenes • Conversión a grises • Negativo de una imagen • Umbralización • Cuantización • Reducción de la resolución de la imagen • Filtros

25. REDUCCIÓN DE LA RESOLUCIÓN • Una imagen de grandes dimensiones generará muchos sonidos. - Inconveniente: difícil de asemejar a una escena. • Habrá que eliminar información para simplificar. Lenna con una resolución de 64 x 64 píxeles Lenna con una resolución de 256 x 256

26. PROCESAMIENTO DE IMÁGENES • Representación de imágenes • Conversión a grises • Negativo de una imagen • Umbralización • Cuantización • Reducción de la resolución de la imagen • Filtros

27. ÍNDICE • Introducción • Objetivos • Procesamiento de imágenes • Formato WAVE • De imagen a sonido • Experimentos • Conclusiones

28. FORMATO WAV • Introducción • Características • Conceptos • Formato

29. FORMATO WAV • Introducción • Formato de archivo originario de Microsoft. • Es un estándar en audio digital para PC . • Contienen información del audio del mundo real, esto es la representación digital de una señal analógica.

30. FORMATO WAV • Características • Muy flexible → Usado para tratamiento del sonido • Gran Calidad → Ocupa gran tamaño • Compatibilidad para convertirse en otros formatos.

31. FORMATO WAV • Conceptos • Frecuencia del tono. • Sonido. • Timbre. • Intensidad.

32. FORMATO WAV • Frecuencia: • indicar el número de veces que se repite en un segundo cualquier fenómeno periódico • Su unidad es el herzio. • Frecuencia del tono: • característica del sonido que indica su altura. • A medida que aumenta la frecuencia también lo hace el tono

33. FORMATO WAV • Sonido: • fenómeno físico que estimula el sentido del oído debido a vibraciones del medio que llegan al oído interno • Timbre: • cualidad que permite distinguir los sonidos producidos por los diferentes instrumentos • Intesidad • cualidad que permite distinguir entre sonidos fuertes o débiles

34. FORMATO WAV Un fichero WAVE se compone de: • cabecera formada por el descriptor RIFF • dos sub-campos • “fmt” , que especifica el formato de los datos • “data”, campo de datos

35. ÍNDICE • Introducción • Objetivos • Procesamiento de imágenes • Formato WAVE • De imagen a sonido • Experimentos • Noticias • Conclusiones

36. De La Imagen al Sonido • Vamos a generar sonido a partir de una imagen digital en escala de grises en base a las características visuales de la misma • Es decir, Sonificamos una imagen por columnas, creando una onda sonora de cada uno de los píxeles que contiene.

37. De la Imagen al Sonido Para sonificar la imagen antendemos a la siguiente relaciónintuitiva: • El nivel de gris de cada píxel está directamente relacionado con la amplitud de la onda que genera (el volumen del sonido). • La altura de cada píxel determina la frecuencia de la onda (que está relacionada íntimamente con el tono del sonido)

38. De la Imagen al Sonido • La suma que se forma de la contribución de cada uno de los píxeles es el sonido correspondiente a la primera columna. Para sonificar la imagen entera, barremos las sucesivas columnas, generando así el sonido total compuesto por los sonidos individuales de cada una de ellas • De esta manera, la duración del sonido debido a la sonificación de toda la imagen será suma de las duraciones parciales de las ondas de todas las columnas.

39. De la Imagen al Sonido • Cuando la imagen k-1-ésima es transformada en sonido, la imagen k-ésima es muestreada, digitaliza y almacenada como M columnas x N filas.

40. De la Imagen al Sonido • La sonificación de forma algebraica se puede expresar como: • x=1..N, la posición de la columna en la imagen de dimensiones NxM, • y=1..M la posición del píxel en la columna, • Ix,y el nivel de gris del píxel situado en la posición (x, y) de la imagen • w la frecuencia perteneciente a la altura y

41. De la Imagen al Sonido • Problema • El acoplamiento de las funciones correspondientes a las columnas para crear la sonificación de toda la imagen creará sonidos extremadamente complejos y sin aparente sentido • Más problemas en imágenes de gran detalle y multitud de grises.

42. De la Imagen al Sonido • El conjunto de frecuencias usado en el proceso de sonificación puede ser en principio arbitrario • Hay dos buenos conjuntos de frecuencias • la distribución lineal (equidistante) • la exponencial • El uso de la Escala Natural y Cromática expresa de un modo más intuitivoel sonido producido.

43. De la Imagen al Sonido • ¿Por qué la escala natural? • Por la educación del oido humano • El salto de una frecuencia a otro no es lineal, aunque lo parezca • La escala natural se utiliza fundamentalmente para imágenes de dimensiones pequeñas • ¿Por qué la escala cromática? • nuestro salto unitario se corresponde con un semitono • algo más grandes pues en una única octava tenemos hasta 12 sonidos diferentes

44. De la imagen al Sonido • Conclusiones: • El sonido creado tras el barrido de la imagen representará a la propia imagen • Hay que aprender a “escuchar las imágenes” • importancia en personas con discapacidades visuales

45. ÍNDICE • Introducción • Objetivos • Procesamiento de imágenes • Formato WAVE • De imagen a sonido • Experimentos • Noticias • Conclusiones

46. ÍNDICE • Introducción • Objetivos • Procesamiento de imágenes • Formato WAVE • De imagen a sonido • Experimentos • Noticias • Conclusiones

47. NOTICIAS • Ciegos ven en el PC (Revista Siglo 21) • Blind see with sound (BBC)

48. ÍNDICE • Introducción • Objetivos • Procesamiento de imágenes • Formato WAVE • De imagen a sonido • Experimentos • Noticias • Conclusiones

49. CONCLUSIONES • Campo de investigación actual: SONIFICACIÓN • Exceso de información de las imágenes: necesidad de segmentación (técnicas). • Pensado para personas con discapacidades visuales.