EL PROCESAMIENTO de imágenes tiene como objetivo mejorar el aspecto de
las imágenes y hacer más evidentes en ellas ciertos detalles que se
desean hacer notar. La imagen puede haber sido generada de muchas
maneras, por ejemplo, fotográficamente, o electrónicamente, por medio de
monitores de televisión. El procesamiento de las imágenes se puede en
general hacer por medio de métodos ópticos, o bien por medio de métodos
digitales, en una computadora.
La variación de la irradiancia o brillantez de una imagen, medida a lo
largo de una dirección cualquiera es entonces una función que se puede
representar mediante el teorema de Fourier, con una suma de
distribuciones senoidales de varias frecuencias. Sin entrar en detalles
técnicos innecesarios, simplemente afirmaremos aquí que atenuar o
reforzar individualmente algunas de estas componentes senoidales puede
tener un efecto dramático en la calidad de una imagen, mejorándola o
empeorándola, según el caso. Este es el fundamento del procesamiento de
imágenes, tanto por medios ópticos como digitales, que ahora
describiremos.
PROCESAMIENTO ÓPTICO
Los principios del procesamiento óptico de imágenes están bien
establecidos desde el siglo pasado, cuando se desarrolló la teoría de la
difracción de la luz. Sin embargo, su aplicación práctica data apenas
del principio de la década de los sesenta, cuando se comenzó a disponer
del rayo láser.
El procesamiento óptico se basa en el hecho de que la imagen de
difracción de Fraunhofer de una transparencia colocada en el plano focal
frontal de una lente es una distribución luminosa que representa la
distribución de las frecuencias de Fourier que componen la imagen, a la
que se le llama técnicamente transformada de Fourier.
Cada porción de la transformada de Fourier corresponde a una frecuencia
espacial diferente sobre el objeto. Por lo tanto, mediante los
diafragmas adecuados se pueden eliminar las frecuencias espaciales,
llamadas también de Fourier, que se deseen quitar.
Figura 42. Procesamiento óptico de imágenes. (a) imagen original, con líneas
de barrido, tipo imagen de televisión; (b) transformada de Fourier del objeto;
(c) transformada de Fourier modificada, después de filtrar y (d) imagen procesada,
sin las líneas de barrido.
Al igual que en el caso del procesamiento óptico, los principios
fundamentales del procesamiento digital de imágenes están establecidos
hace muchos años, pero no se llevaban a cabo debido a la falta de
computadoras. Con la aparición de las computadoras de alta capacidad y
memoria, era natural que se comenzara a desarrollar este campo. Uno de
los primeros lugares donde se empezó a realizar el procesamiento digital
fue en el Jet Propulsion Laboratory, en 1959, con el propósito de
mejorar las imágenes enviadas por los cohetes. Los resultados obtenidos
en un tiempo relativamente corto fueron tan impresionantes que muy
pronto se extendieron las aplicaciones del método a otros campos.
Figura 43. División de una imagen en pixeles.
El procesamiento digital de imágenes se efectúa dividiendo la
imagen en un arreglo rectangular de elementos, como se muestra en la
figura 43. Cada elemento de la imagen así dividida se conoce con el
nombre de pixel. El siguiente paso es asignar un valor numérico a la
luminosidad promedio de cada pixel. Así, los valores de la luminosidad
de cada pixel, con sus coordenadas que indican su posición, definen
completamente la imagen.
El tercer paso es alterar los valores de la luminosidad de los
pixeles mediante las operaciones o transformaciones matemáticas
necesarias, a fin de hacer que resalten los detalles de la imagen que
sean convenientes. El paso final es pasar la representación de estos
pixeles a un monitor de televisión de alta definición, con el fin de
mostrar la imagen procesada (Figura 44).
Figura 44. Procesamiento digital de imágenes. Cefalograma en el que se han reforzado las componentes de Fourier de alta frecuencia. (Tomado de S. W. Oka y H. J. Trussell, The Angle Ortodontist, 48, núm. 1, 80, 1978). (a) Imagen original y (b) imagen procesada.
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