Procesamiento y Análisis de IMÁGENES DIGITALES “ paid ”

1. Procesamiento y Análisis de IMÁGENES DIGITALES “paid”

2. OBJETIVO GENERAL • Introducir el tema de procesamiento de imágenes por computador como punto de entrada en la búsqueda de aplicaciones de estas técnicas en problemáticas reales multidisciplinarias

3. OBJETIVOS ESPECÍFICOS • Entender las bases de procesamiento de imágenes • Caracterizar una imagen • Extraer objetos de una imagen • Mejorar la calidad visual de una imagen • Hacer transformaciones geométricas • Realizar operaciones de morfología matemática • Utilizar MATLAB para la lectura, análisis y visualización de imágenes

4. METODOLOGÍA • Reuniones “participativas” • Contenido normal del curso vía DROBOX • Presentación de artículos complementarios • „Aplicación de algoritmos (software existente) • Programación de algoritmos • MATLAB • Proyectos • Implementación de métodos de procesamiento de imágenes para la resolución de problemas específicos

5. BIBLIOGRAFÍA • [1]Digital image processing, R. González , P. Wintz, 3a. edición, Prentice Hall, 2008. • [2] Image processing, analysis and machine vision, M. Sonka, V. Hlvac, R. Boyle, Brooks/Cole Publishing Co, 1999. • [4]Introducción al procesamiento digital de imágenes , M.G . Forero Vargas, 2002

6. Introducción

7. ¿Que es procesamiento digital de imágenes? • Procedimiento de manipulación de la información contenida en una imagen digital por medio del computador • Mejorar la calidad de la imagen • Corregir defectos analizar el contenido • Analizar el contenido

8. Historia del procesamiento de imágenes • En los 60s • NASA • Reconocimiento y caracterización de la superficie lunar (programa APOLO) • Imágenes Digitales de planetas como Marte Venus y Mercurio (Proyecto Mariner) • Medicina • Procesamiento de imágenes de rayos X

9. Historia del procesamiento de imágenes • En los 70s • Imágenes satelitales • Cultivos agrícolas • Imágenes meteorológicas • Biología • Imágenes biológicas • Detección, conteo y clasificación automática de células

10. Historia del procesamiento de imágenes • En los 80s y 90s • Televisión • Efectos especiales para televisión • Medicina • TAC • Resonancia magnética • Ultrasonido • Industria • Control de calidad

11. Etapas del Procesamiento de imágenes Objeto Real Imagen segmentada en objetos Segmentación Adquisición Imagen 2D Caracterización de objetos Digitalización Imagen digital Grupos de objetos Pre-procesamiento Imagen digital Pre-procesada

12. Etapas del Procesamiento de imágenes Objeto Real Adquisición Captura de la imagen por el sistema de adquisición como: cámara, escáner rayos x, Resonancia Magnética, etc. Imagen 2D

13. Etapas del Procesamiento de imágenes Objeto Real Adquisición Imagen 2D Formación de una matriz numérica discretizada correspondiente a la imagen. Digitalización Imagen digital

14. Etapas del Procesamiento de imágenes Objeto Real Por lo general el sistema de adquisición realiza tanto la adquisición como la digitalización. Adquisición Imagen 2D Digitalización Imagen digital

15. Etapas del Procesamiento de imágenes Objeto Real • Una vez se tenga la imagen digital se pueden hacer corrección de errores de adquisición como: • Movimiento • Distorsión • Desenfoque Adquisición Imagen 2D Digitalización Imagen digital Corrección

16. Etapas del Procesamiento de imágenes Objeto Real Algunas técnicas de adquisición como la tomografía, requieren una reconstrucción de los datos, ya que no generan una imagen directa Adquisición Imagen 2D Digitalización Imagen digital Reconstrucción

17. Etapas del Procesamiento de imágenes Objeto Real • Mejora de la calidad visual de la imagen: • Reducción de ruido • Cambio de la luminosidad • Realce o suavizados de bordes Adquisición Imagen 2D Digitalización Imagen digital Pre-procesamiento Imagen digital Pre-procesada

18. Etapas del Procesamiento de imágenes • Aumento de contraste

19. Etapas del Procesamiento de imágenes • Detección de bordes

20. Etapas del Procesamiento de imágenes • Reducción de ruido

21. Etapas del Procesamiento de imágenes Objeto Real Imagen segmentada en objetos Segmentación Adquisición Imagen 2D • Separación de objetos de la imagen: • Separación de regiones • Separación de contornos Digitalización Imagen digital Pre-procesamiento Imagen digital Pre-procesada

22. Etapas del Procesamiento de imágenes • Separación de contornos y regiones regiones Contornos

23. Etapas del Procesamiento de imágenes Objeto Real Imagen segmentada en objetos Segmentación Adquisición Imagen 2D Caracterización de objetos Digitalización Imagen digital Grupos de objetos • Análisis de forma: • Área, perímetro, textura, excentricidad, concavidad, centro de masas, etc. • Clasificación por forma Pre-procesamiento Imagen digital Pre-procesada

24. Etapas del Procesamiento de imágenes • Análisis de textura lija Cortina Madera Tejido

25. Áreas de aplicación • Automatización industrial • Supervisión visual automática de procesos • Detección de fallas o averías • Control de calidad en líneas de producción • Detección de piezas defectuosas • Fabricación de circuitos integrados • Selección automática de materia prima • Separación de arroz por calidad del grado

26. Áreas de aplicación • Análisis de materiales • Detección de impurezas • Detección de fallas estructurales • Grietas • Cambios de densidad • Análisis de componentes internos de los materiales • Conteo • Clasificación • Visualización de la estructura interna

27. Áreas de aplicación • Criminología • Análisis de huellas dactilares • Identificación • Clasificación • Análisis fotográfico • Análisis de semejanzas en rostros • Detección de placas de automóviles

28. Áreas de aplicación • Tratamiento de documentos • Reconocimiento automático de caracteres • Reconocimiento y validación de firmas • Cheques • Correos postales • formularios • Reconstrucción y copia de documentos antiguos

29. Áreas de aplicación • Militar • Búsqueda automática de objetivos militares partir de imágenes satelitales • Sistemas de guía de misiles a partir de seguimiento de objetos en tiempo real

30. Áreas de aplicación • Imágenes satelitales • Medición y análisis de terrenos • Ubicación de zonas especificas en terrenos (bosques, lagos, cultivos, etc)

31. Áreas de aplicación • Fotografía y video • Composición de escenas • Efectos especiales • Reconstrucción y retoque fotográfico

32. Áreas de aplicación • Biología • Análisis de tejidos y células • Conteo • Clasificación • Análisis y clasificación de ADN

33. Áreas de aplicación • Medicina (Radiología asistida por computador) • Reconstrucción 3D y 4D (con movimiento) de imágenes de TAC, Resonancia Magnética y ultrasonido • Imágenes cardiacas • Imágenes vasculares • Imágenes de colon • Imágenes cerebrales

34. Áreas de aplicación • Medicina (Radiología asistida por computador) • Detección de patrones en imágenes de resonancia magnética funcional • Reconstrucción de la estructura interna de los huesos

35. Medicina: Radiologíaasistidapor computador Áreas de aplicación delPAID

36. Procesamiento yAnálisis de Análisis deImágenes Médicas

37. Contenido • Imágenes médicas • Principales técnicas de procesamiento • Areas de aplicación • Ejemplos de proyectos desarrollados en Colombia

38. Imágenes médicas Provienen principalmente de: • Rayos X • Tomodensitometría (scanner o TAC) • Resonancia magnética • Ultrasonido(ecografía)

39. Imágenes médicas • Utilizadas cotidianamente en rutina clínica • Establecer un diagnóstico • Escoger / controlar una práctica terapéutica

40. Imgenes médicas • Proveen información sobre los órganos Forma: • Imágenes: • anatómicas o morfológicas

41. Imágenes médicas • Proveen información sobre los órganos Funcionamiento: Imágenes funcionales

42. Rayos X Cortesía del Hospital Universitario San Ignacio

43. Resonancia magnética

44. Resonancia magnética funcional (dinámica cardiaca)

45. Ecografía

46. Ecografía funcional (doppler) Cortesía del Hospital Universitario San Ignacio

47. Scanner (TAC)

48. Principales técnicas de procesamiento • Filtrado • Segmentación • Visualización

49. Filtrado Mejora de la calidad visual de la imagen o como preparación a un procesamiento posterior: • Aumento del contraste/luminosidad • Reducción de ruido • Realce de bordes o contornos

50. Filtrado