PROCESAMIENTO DIGITAL DE IMAGENES CON / MATLAB Y SIMULINK

PRÓLOGO ..........................................................................................................................19
CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN ....................................................................................25
1.1 SISTEMA DE VISIÓN Y PROCESAMIENTO DE IMÁGENES .............................25
1.2 PROCESAMIENTO DIGITAL DE IMÁGENES ......................................................26
1.3 RELACIONES BÁSICAS ENTRE PÍXELES ...........................................................27
1.3.1 Vecinos de un píxel.............................................................................................27
1.3.2 Conectividad........................................................................................................28
1.4 MEDIDAS DE DISTANCIA......................................................................................29
CAPÍTULO 2. MATLAB Y SIMULINK .........................................................................31
2.1 CONSIDERACIONES INICIALES...........................................................................32
2.2 LECTURA, DESPLIEGUE Y ESCRITURA DE IMÁGENES..................................33
2.3 TIPOS DE DATOS .....................................................................................................34
2.4 TIPOS DE IMÁGENES EN MATLAB......................................................................35
2.4.1 Imágenes a escala de grises.................................................................................35
2.4.2 Imágenes binarias................................................................................................35
2.5 CONVERSIÓN ENTRE DIFERENTES TIPOS DE DATOS Y DE IMÁGENES.....35
2.5.1 Conversión entre tipos de datos ..........................................................................35
2.5.2 Conversión entre diferentes tipos de imágenes...................................................36
2.6 INDEXADO DE VECTORES Y MATRICES...........................................................37
2.6.1 Indexado de vectores...........................................................................................37
2.6.2 Indexado de matrices...........................................................................................39
8 PROCESAMIENTO DIGITAL DE IMÁGENES USANDO MATLAB & SIMULINK © RA-MA
2.7 OPERACIONES SOBRE MATRICES COMPLETAS .............................................41
2.8 PROGRAMACIÓN EN MATLAB ............................................................................42
2.9 ESTRUCTURAS DE CONTROL PARA LA PROGRAMACIÓN ...........................44
2.9.1 Estructura if y else if ...........................................................................................46
2.9.2 Estructura for.......................................................................................................47
2.9.3 Estructura while...................................................................................................47
2.9.4 Break y continue..................................................................................................48
2.9.5 Estructura switch.................................................................................................49
CAPÍTULO 3. HISTOGRAMAS ......................................................................................49
3.1 ¿QUÉ ES UN HISTOGRAMA? .................................................................................49
3.2 CARACTERÍSTICAS DE TOMA DE UNA IMAGEN.............................................51
3.2.1 Iluminación..........................................................................................................52
3.2.2 Contraste..............................................................................................................52
3.2.3 Dinámica .............................................................................................................53
3.3 CÁLCULO DEL HISTOGRAMA DE UNA IMAGEN CON MATLAB ..................54
3.3.1 Función de MatLAB para línea de comandos.....................................................54
3.3.2 Librerías de bloques para el procesamiento de imagen y vídeo de Simulink .....55
3.4 HISTOGRAMAS DE IMÁGENES A COLOR..........................................................64
3.4.1 Histogramas de luminosidad ...............................................................................64
3.4.2 Histogramas de los componentes de color ..........................................................65
3.5 HISTOGRAMA ACUMULATIVO ...........................................................................65
3.5.1 Herramientas de MatLAB para el cálculo del histograma acumulativo .............66
CAPÍTULO 4. OPERACIONES DE PÍXEL ...................................................................71
4.1 CAMBIO DEL VALOR DE LA INTENSIDAD DEL PÍXEL ...................................72
4.1.1 Contraste e Iluminación o brillo..........................................................................72
4.1.2 Delimitación de los resultados por operaciones de píxel....................................74
4.1.3 Complemento de la imagen.................................................................................75
4.1.4 Segmentación por umbral ...................................................................................76
4.2 HISTOGRAMA Y OPERACIONES DE PÍXEL .......................................................77
4.3 ADAPTACIÓN AUTOMÁTICA DEL CONTRASTE..............................................78
4.4 ECUALIZACIÓN LINEAL DEL HISTOGRAMA ...................................................83
4.5 ADAPTACIÓN DEL HISTOGRAMA POR ESPECIFICACIÓN.............................86
4.5.1 Probabilidades e histogramas de frecuencias......................................................87
4.5.2 Principio del ajuste del histograma por especificación.......................................89
4.5.3 Distribuciones de referencia lineal por partes.....................................................90
4.5.4 Ajuste a un histograma en concreto ....................................................................92
 RA-MA ÍNDICE 9
4.6 CORRECCIÓN GAMMA ..........................................................................................93
4.6.1 La función gamma...............................................................................................94
4.6.2 Utilización de la corrección gamma....................................................................95
4.7 OPERACIONES DE PÍXEL EN MATLAB...............................................................97
4.7.1 Cambio de Contraste e Iluminación en MatLAB................................................97
4.7.2 Complemento de una imagen utilizando los bloques de procesamiento de
imagen y vídeo de Simulink.........................................................................................98
4.7.3 Segmentación de una Imagen por Umbral usando MatLAB y Simulink ...........99
4.7.4 Ajuste de contraste con MatLAB......................................................................103
4.7.5 Ecualización del Histograma usando MatLAB.................................................106
4.7.6 Corrección Gamma usando MatLAB................................................................112
4.8 OPERACIONES DE PÍXEL DE MÚLTIPLES FUENTES .....................................114
4.8.1 Operaciones lógicas y aritméticas.....................................................................115
4.8.2 Operación de Mezclado Alfa ............................................................................118
4.8.3 Mezclado Alfa y otras operaciones de imagen múltiple en Simulink...............119
4.9 EJEMPLO INTEGRADOR DE OPERACIONES DE PÍXEL EN SIMULINK......122
CAPÍTULO 5. FILTROS ESPACIALES.......................................................................125
5.1 ¿QUE ES UN FILTRO?............................................................................................126
5.2 FILTROS LINEALES ESPACIALES......................................................................128
5.2.1 La matriz del filtro.............................................................................................128
5.2.2 Operación de los filtros .....................................................................................129
5.3 CÁLCULO DE LAS OPERACIONES DE FILTRO EN MATLAB........................131
5.4 TIPOS DE FILTROS LINEALES ............................................................................135
5.4.1 Filtros de suavizado...........................................................................................136
5.4.2 Filtros de diferencia...........................................................................................138
5.5 CARACTERÍSTICAS FORMALES DE LOS FILTROS LINEALES ....................139
5.5.1 Convolución lineal y correlación ......................................................................140
5.5.2 Propiedades de la convolución lineal................................................................142
5.5.3 Separabilidad de los filtros................................................................................144
5.5.4 Respuesta al impulso de un filtro ......................................................................146
5.6 AÑADIR RUIDO A IMÁGENES CON MATLAB .................................................148
5.7 FILTROS NO LINEALES ESPACIALES ...............................................................153
5.7.1 Filtros máximos y mínimos...............................................................................154
5.7.2 El filtro de la mediana .......................................................................................156
5.7.3 El filtro de la mediana con ventana de multiplicidad........................................160
5.7.4 Otros filtros no lineales .....................................................................................162
10 PROCESAMIENTO DIGITAL DE IMÁGENES USANDO MATLAB & SIMULINK © RA-MA
5.8 FILTROS ESPACIALES LINEALES EN MATLAB..............................................163
5.8.1 Tamaño de la correlación y convolución ..........................................................163
5.8.2 Manejo de las fronteras de la imagen................................................................169
5.8.3 Funciones de MatLAB para la implementación de los filtros lineales
espaciales....................................................................................................................172
5.8.4 Funciones de MatLAB para el filtraje espacial no lineal..................................175
5.9 BLOQUES PARA EL FILTRADO LINEAL ESPACIAL DE LA LIBRERÍA DE
PROCESAMIENTO DE IMÁGENES Y VÍDEO DE SIMULINK................................180
5.9.1 Ejemplos de filtrado lineal en Simulink............................................................185
5.10 BLOQUES PARA EL FILTRADO NO LINEAL ESPACIAL DE LA LIBRERÍA
DE PROCESAMIENTO DE IMÁGENES Y VÍDEO DE SIMULINK.........................193
5.10.1 Ejemplo de filtrado no lineal en Simulink ......................................................194
5.11 FILTRO BINARIO .................................................................................................197
5.11.1 Implementación del filtro binario en MatLAB ...............................................200
CAPÍTULO 6. BORDES Y CONTORNOS ...................................................................207
6.1 ¿CÓMO SE PRODUCEN LOS CONTORNOS? .....................................................207
6.2 DETECCIÓN DE BORDES UTILIZANDO TÉCNICAS BASADAS EN EL
GRADIENTE .................................................................................................................208
6.2.1 Derivada parcial y gradiente .............................................................................209
6.2.2 El filtro derivada................................................................................................211
6.3 FILTROS PARA LA DETECCIÓN DE BORDES ..................................................211
6.3.1 Los operadores Prewitt y Sobel.........................................................................213
6.3.2 El operador Roberts...........................................................................................216
6.3.3 Operadores de Compás .....................................................................................218
6.4 DETECCIÓN DE BORDES CON MATLAB ..........................................................219
6.4.1 Utilización de MatLAB como lenguaje de programación para encontrar
bordes .........................................................................................................................220
6.4.2 Funciones de MatLAB para la detección de bordes..........................................222
6.4.3 Utilización de los bloques de procesamiento de imagen y vídeo de
Simulink .....................................................................................................................225
6.5 OPERADORES BASADOS EN LA SEGUNDA DERIVADA...............................240
6.5.1 Detección de bordes mediante la técnica de la segunda derivada.....................241
6.6 MEJORA DE NITIDEZ EN LAS IMÁGENES........................................................243
6.6.1 Utilización de las herramientas de MatLAB para la implementación del filtro
laplaciano y mejora de la nitidez de imagen ..............................................................245
6.7 EL FILTRO CANNY................................................................................................249
6.7.1 Herramientas de MatLAB que implementan el filtro de Canny. ......................250
 RA-MA ÍNDICE 11
CAPÍTULO 7. DETERMINACIÓN DE ESQUINAS ...................................................253
7.1 ESQUINAS EN UNA IMAGEN ..............................................................................253
7.2 ALGORITMO DE HARRIS.....................................................................................254
7.2.1 Matriz de estructuras .........................................................................................254
7.2.2 El filtrado de la matriz de estructuras ...............................................................255
7.2.3 Cálculo de los valores y vectores propios .........................................................255
7.2.4 Función del valor de la esquina (V) ..................................................................257
7.2.5 Determinación de los puntos de esquina...........................................................258
7.2.6 Implementación del algoritmo ..........................................................................259
7.3 DETERMINACIÓN DE LOS PUNTOS ESQUINAS USANDO MATLAB ..........262
7.4 DETERMINACIÓN DE LOS PUNTOS ESQUINAS USANDO LOS BLOQUES
DE SIMULINK...............................................................................................................267
7.5 ALGUNOS OTROS DETECTORES DE ESQUINAS ............................................275
7.5.1 Detector Beaudet...............................................................................................276
7.5.2 Operador Kitchen & Rosenfeld.........................................................................279
7.5.3 Detector de Wang & Brady...............................................................................281
CAPÍTULO 8. DETECCIÓN DE LÍNEAS Y CURVAS ..............................................285
8.1 ESTRUCTURAS EN UNA IMAGEN......................................................................285
8.2 LA TRASFORMADA DE HOUGH.........................................................................286
8.2.1 El espacio de parámetros...................................................................................288
8.2.2 Matriz de registros de acumulación ..................................................................290
8.2.3 El cambio de modelo paramétrico.....................................................................291
8.3 IMPLEMENTACIÓN DE LA TRANSFORMADA DE HOUGH..........................293
8.4 LA TRASFORMADA DE HOUGH IMPLEMENTADA EN MATLAB................297
8.5 FUNCIONES DE MATLAB PARA LA DETECCIÓN DE LÍNEAS .....................302
8.5.1 Ejemplo de detección de líneas usando las funciones de MatLAB ..................305
8.6 BLOQUES DE SIMULINK PARA LA DETECCIÓN DE LÍNEAS .......................309
8.6.1 Ejemplo de detección de líneas usando los bloques de Simulink .....................317
8.7 TRANSFORMADA DE HOUGH PARA LA DETECCIÓN DE CÍRCULOS ........319
8.8 LA TRANSFORMADA DE HOUGH IMPLEMENTADA EN MATLAB PARA
LA DETECCIÓN DE CIRCULOS.................................................................................323
CAPÍTULO 9. OPERACIONES MORFOLÓGICAS ..................................................325
9.1 CONTRACCIÓN Y CRECIMIENTO DE ESTRUCTURAS ..................................326
9.1.1 Tipos de vecindad entre píxeles ........................................................................327
9.2 OPERACIONES MORFOLÓGICAS FUNDAMENTALES ..................................329
9.2.1 La estructura de referencia ................................................................................329
12 PROCESAMIENTO DIGITAL DE IMÁGENES USANDO MATLAB & SIMULINK © RA-MA
9.2.2 Conjunto de puntos............................................................................................330
9.2.3 Dilatación ..........................................................................................................331
9.2.4 Erosión ..............................................................................................................331
9.2.5 Propiedades de la dilatación y erosión ..............................................................332
9.2.6 Diseño de filtros morfológicos..........................................................................334
9.3 DETECCIÓN DE BORDES EN IMÁGENES BINARIAS......................................337
9.4 COMBINACIÓN DE OPERACIONES MORFOLÓGICAS...................................337
9.4.1 Apertura.............................................................................................................339
9.4.2 Cierre.................................................................................................................339
9.4.3 Propiedades de las operaciones Apertura y Cierre............................................339
9.4.4 La transformación de éxito o fracaso (“Hit-or-miss”) ......................................340
9.5 FILTROS MORFOLÓGICOS PARA IMÁGENES A ESCALA DE GRISES ........342
9.5.1 Estructura de referencia.....................................................................................342
9.5.2 Dilatación y erosión para imágenes de intensidad ............................................343
9.5.3 Operaciones de apertura y cierre con imágenes de escala de grises .................345
9.5.4 Transformación top-hat y bottom-hat ...............................................................349
9.6 FUNCIONES DE MATLAB PARA OPERACIONES MORFOLÓGICAS............350
9.6.1 Función strel......................................................................................................350
9.6.2 Funciones de MatLAB para la dilatación y erosión..........................................354
9.6.3 Funciones de MatLAB que involucran las operaciones de apertura y cierre....355
9.6.4 La funcion bwmorph .........................................................................................356
9.6.5 Etiquetado de componentes convexos ..............................................................359
9.7 BLOQUES DE SIMULINK PARA OPERACIONES MORFOLÓGICAS .............362
9.7.1 Bloques de las principales operaciones morfológicas.......................................363
9.7.2 Ejemplos de la utilización de los bloques de Simulink de las principales
operaciones morfológicas...........................................................................................365
9.7.3 Bloques de las operaciones auxiliares morfológicas.........................................369
9.7.4 Ejemplos de la utilización de los bloques de Simulink de las operaciones
morfológicas auxiliares ..............................................................................................371
CAPÍTULO 10. PROCESAMIENTO DE IMÁGENES BINARIAS...........................375
10.1 ETIQUETADO DE OBJETOS...............................................................................376
10.1.1 Paso 1. Etiquetado temporal de objetos ..........................................................376
10.1.2 Paso 2. Resolución de colisiones ....................................................................382
10.1.3 Implementación del algoritmo de etiquetado de objetos usando MatLAB.....383
10.2 CONTORNOS DE OBJETOS................................................................................387
10.2.1 Contornos externos e internos.........................................................................387
10.2.2 Combinación de identificación de contornos y etiquetado de objetos............389
 RA-MA ÍNDICE 13
10.2.3 Implementación del algoritmo de combinación de identificación de
contornos y etiquetado de objetos en MatLAB..........................................................393
10.2.4 Representación matricial.................................................................................397
10.2.5 Codificación de longitud .................................................................................398
10.2.6 Código cadena.................................................................................................399
10.3 CARACTERÍSTICAS DE LOS OBJETOS BINARIOS........................................404
10.3.1 Características .................................................................................................405
10.3.2 Características Geométricas ............................................................................405
10.3.3 Características estáticas de forma ...................................................................408
10.3.4 Momentos de inercia centrales........................................................................411
10.3.5 Características topológicas..............................................................................415
10.4 FUNCIONES PARA EL PROCESAMIENTO DE IMÁGENES BINARIAS
EN MATLAB .................................................................................................................416
10.4.1 Ejemplo de aplicación .....................................................................................405
10.4.2 Ejemplos de aplicación ...................................................................................405
10.5 BLOQUES PARA EL PROCESAMIENTO DE IMÁGENES BINARIAS EN
SIMULINK.....................................................................................................................427
10.5.1 Trade Boundaries (Trazado de contornos)......................................................405
10.5.2 Blob análisis (Análisis de regiones)................................................................405
10.5.3 Ejemplos de aplicación ...................................................................................408
CAPÍTULO 11. IMÁGENES A COLOR .......................................................................441
11.1 IMÁGENES RGB...................................................................................................441
11.1.1 Composición de las imágenes a color .............................................................443
11.2 HISTOGRAMA DE UNA IMAGEN RGB ............................................................447
11.2.1 Histograma de imágenes RGB en MatLAB....................................................449
11.3 MODELOS DE COLOR Y CONVERSIONES DE ESPACIO DE COLOR .........450
11.3.1 Conversión de una imagen RGB a escala de grises ........................................451
11.3.2 Imágenes RGB sin color .................................................................................452
11.3.3 Reducción de saturación de una imagen a color .............................................453
11.3.4 Modelo de color HSV y HSL..........................................................................454
11.3.5 Conversión de RGB a HSV.............................................................................456
11.3.6 Conversión de HSV a RGB.............................................................................458
11.3.7 Conversión de RGB a HLS .............................................................................460
11.3.8 Conversión de HLS a RGB .............................................................................460
11.3.9 Comparación de los modelos HSV y HSL......................................................462
11.4 LOS MODELOS DE COLOR YUV, YIQ Y YCBCR..............................................465
14 PROCESAMIENTO DIGITAL DE IMÁGENES USANDO MATLAB & SIMULINK © RA-MA
11.4.1 El modelo YUV...............................................................................................466
11.4.2 El modelo YIQ ................................................................................................466
11.4.3 El modelo YCbCr.............................................................................................467
11.5 MODELOS DE COLOR ÚTILES PARA LA IMPRESIÓN DE IMÁGENES ......468
11.5.1 Transformación de CMY a CMYK (versión 1) ..............................................470
11.5.2 Transformación de CMY a CMYK (versión 2) ..............................................470
11.5.3 Transformación de CMY a CMYK (versión 3) ..............................................471
11.6 MODELOS COLORIMÉTRICOS .........................................................................471
11.6.1 El espacio de color CIEXYZ...........................................................................472
11.6.2 El diagrama de color CIE................................................................................474
11.6.3 Normas de iluminación ...................................................................................475
11.6.4 Adaptación cromática......................................................................................476
11.6.5 El Gamut .........................................................................................................477
11.7 VARIANTES DEL ESPACIO DE COLOR CIE....................................................478
11.8 EL MODELO DE CIE L*A*B* .............................................................................479
11.8.1 Transformación CIEXYZ → L*a*b* .............................................................479
11.8.2 Transformación L*a*b* → CIEXYZ ............................................................480
11.8.3 Determinación de la diferencia de color .........................................................481
11.9 EL MODELO SRGB ..............................................................................................481
11.10 FUNCIONES DE MATLAB PARA EL PROCESAMIENTO DE IMÁGENES
A COLOR .......................................................................................................................482
11.10.1 Funciones para la manipulación de imágenes RGB e indexadas..................483
11.10.2 Funciones para la conversión de espacios de color.......................................491
11.11 PROCESAMIENTO DE IMÁGENES A COLOR ...............................................494
11.12 TRANSFORMACIONES LINEALES DE COLOR ............................................495
11.12.1 Transformación lineal de color usando MatLAB..........................................496
11.13 PROCESAMIENTO ESPACIAL EN IMÁGENES DE COLOR.........................498
11.13.1 SUAVIZADO DE IMÁGENES A COLOR .................................................499
11.13.2 Suavizado de imágenes a color con MatLAB...............................................499
11.13.3 Mejora de Nitidez en las imágenes a color ...................................................502
11.13.4 Mejora de Nitidez en las imágenes a color con MatLAB .............................503
11.14 PROCESAMIENTO VECTORIAL DE IMÁGENES A COLOR........................505
11.14.1 Detección de bordes en imágenes a color .....................................................505
11.14.2 Detección de bordes en imágenes a color usando MatLAB .........................509
11.15 PROCESAMIENTO DE IMÁGENES A COLOR UTILIZANDO SIMULINK .512
11.15.1 Color Space Conversion (Conversión entre espacio de colores) .................512
11.15.2 Ejemplos de aplicación .................................................................................514
 RA-MA ÍNDICE 15
CAPÍTULO 12. TRANSFORMADA DE FOURIER ....................................................523
12.1 INTRODUCCIÓN A LA TRANSFORMADA DE FOURIER .............................524
12.1.1 Funciones del Seno y Coseno .........................................................................524
12.1.2 Frecuencia y amplitud .....................................................................................524
12.1.3 Fase..................................................................................................................526
12.1.4 Ortogonalidad..................................................................................................526
12.1.5 La notación de Euler .......................................................................................527
12.1.6 Serie de Fourier para la representación de señales periódicas ........................529
12.2 LA INTEGRAL DE FOURIER ..............................................................................530
12.3 LA TRANSFORMADA DE FOURIER .................................................................531
12.3.1 Pares de Transformada de Fourier ..................................................................533
12.4 PROPIEDADES DE LA TRANSFORMADA DE FOURIER ...............................536
12.4.1 Simetría ...........................................................................................................536
12.4.2 Linealidad........................................................................................................537
12.4.3 Escalamiento ...................................................................................................537
12.4.4 Traslación........................................................................................................537
12.4.5 Propiedad de la convolución ...........................................................................538
12.5 CONSIDERACIONES HACIA SEÑALES DISCRETAS.....................................538
12.5.1 Muestreo..........................................................................................................539
12.5.2 Muestreo mediante la función impulso ...........................................................539
12.5.3 La función peine..............................................................................................541
12.5.4 Efecto del muestreo en la transformada de Fourier ........................................542
12.5.5 El teorema de muestreo y el fenómeno del Alias............................................546
12.5.6 Funciones discretas y periódicas.....................................................................546
12.6 LA TRANSFORMADA DISCRETA FOURIER DFT ..........................................548
12.6.1 Definición de la DFT ......................................................................................548
12.7 CÁLCULO DE LA DFT EN MATLAB .................................................................550
12.8 ESPECTRO DE POTENCIA DE FOURIER..........................................................552
CAPÍTULO 13. TRANSFORMADA DISCRETA DE FOURIER EN 2-D.................555
13.1 LA DFT BIDIMENSIONAL ..................................................................................555
13.1.1 Funciones base ................................................................................................556
13.1.2 Implementación de la 2-D DFT ......................................................................556
13.2 REPRESENTACIÓN DE LA 2-D DFT..................................................................559
13.2.1 Intervalo de valores .........................................................................................559
13.2.2 Representación centralizada............................................................................559
13.3 FRECUENCIAS Y ORIENTACIÓN EN 2 DIMENSIONES................................563
16 PROCESAMIENTO DIGITAL DE IMÁGENES USANDO MATLAB & SIMULINK © RA-MA
13.3.1 Frecuencia efectiva..........................................................................................564
13.3.2 Límites de frecuencia y el efecto del alias en 2 Dimensiones.........................565
13.4 PROPIEDADES DE LA 2-D DFT..........................................................................566
13.4.1 Translación......................................................................................................566
13.4.2 Rotación ..........................................................................................................568
13.4.3 Efectos de la periodicidad ...............................................................................569
13.4.4 Windowing......................................................................................................571
13.4.5 Funciones ventana...........................................................................................572
13.5 DISEÑO FILTROS DE RESPUESTA FINITA AL IMPULSO (FIR) ...................576
13.5.1 Especificaciones o requerimientos de los filtros.............................................577
13.5.2 Métodos para el cálculo de los coeficientes de un filtro FIR..........................578
13.5.3 Método por uso de ventanas............................................................................579
13.5.4 Extensión del método de ventana a 2 dimensiones.........................................588
13.6 FILTRADO DE IMÁGENES EN EL DOMINIO DE LA FRECUENCIA ............592
13.6.1 Ejemplos de diseño de filtros en dominio de la frecuencia.............................594
13.7 ANÁLISIS FRECUENCIAL DE IMÁGENES USANDO MATLAB...................596
13.7.1 Ejemplos de utilización de las funciones para el análisis frecuencial de
MatLAB .....................................................................................................................604
13.8 DISEÑO DE FILTROS FIR PARA IMÁGENES USANDO MATLAB ...............609
13.8.1 Ejemplo de utilización de las funciones para el diseño de filtros FIR en
MatLAB .....................................................................................................................611
13.9 BLOQUES PARA EL ANÁLISIS FRECUENCIAL DE LA LIBRERÍA DE
PROCESAMIENTO DE IMÁGENES Y VÍDEO DE SIMULINK................................613
13.9.1 Ejemplos de utilización de los bloques para el análisis frecuencial en
Simulink .....................................................................................................................621
CAPÍTULO 14. TRANSFORMADA DISCRETA DEL COSENO .............................629
14.1 LA TDC EN UNA SOLA DIMENSIÓN ................................................................629
14.1.1 Funciones bases de la TDC .............................................................................630
14.1.2 Implementación de la TDC en una sola dimensión ........................................631
14.2 LA TRANSFORMADA DISCRETA DEL COSENO EN DOS
DIMENSIONES .............................................................................................................634
14.2.1 Separabilidad...................................................................................................634
14.2.2 Ejemplo ...........................................................................................................635
14.3 FUNCIONES PARA EL CÁLCULO DE LA TDC EN MATLAB ........................636
CAPÍTULO 15. OPERACIONES GEOMÉTRICAS EN IMÁGENES ......................639
15.1 TRANSFORMACIÓN DE COORDENADAS ......................................................641
15.1.1 Transformaciones sencillas .............................................................................641
 RA-MA ÍNDICE 17
15.1.2 Coordenadas homogéneas...............................................................................643
15.1.3 Transformación afín (transformación del triángulo).......................................644
15.1.4 Transformación proyectiva .............................................................................649
15.1.5 Transformación Bilineal..................................................................................656
15.1.6 Otras transformaciones geométricas no lineales.............................................660
15.2 REASIGNACIÓN DE COORDENADAS .............................................................669
15.2.1 Mapeo fuente-destino......................................................................................670
15.2.2 Mapeo destino-fuente......................................................................................671
15.3 INTERPOLACIÓN ................................................................................................672
15.3.1 Métodos sencillos de interpolación.................................................................673
15.3.2 Interpolación ideal...........................................................................................674
15.3.3 Interpolación cúbica ........................................................................................676
15.3.4 Interpolación en 2 dimensiones.......................................................................678
15.4 ALIAS.....................................................................................................................682
15.5 FUNCIONES PARA LA TRANSFORMACIÓN GEOMÉTRICA EN
MATLAB .......................................................................................................................684
15.6 BLOQUES PARA LA TRANSFORMACIÓN GEOMÉTRICA EN
SIMULINK.....................................................................................................................689
CAPÍTULO 16. COMPARACIÓN Y RECONOCIMIENTO DE IMÁGENES .......707
16.1 COMPARACIÓN EN IMÁGENES A ESCALA DE GRISES ..............................708
16.1.1 Distancia entre patrones ..................................................................................709
16.1.2 Distancia y correlación....................................................................................715
16.1.3 La correlación cruzada normalizada ...............................................................719
16.1.4 Coeficiente de correlación...............................................................................721
16.2 RECONOCIMIENTO DE PATRONES USANDO EL COEFICIENTE DE
CORRELACIÓN............................................................................................................726
16.3 COMPARACIÓN DE IMÁGENES BINARIAS....................................................733
16.3.1 La transformación de distancia .......................................................................734
16.3.2 El algoritmo de Chamfer.................................................................................736
16.4 ÍNDICE DE RELACIÓN DE CHAMFER .............................................................740
16.5 EJEMPLO DE RECONOCIMIENTO USANDO LOS BLOQUES DE
PROCESAMIENTO DE IMAGEN DE SIMULINK .....................................................746
16.5.1 Video B/W.......................................................................................................751
16.5.2 Color Space Conversion..................................................................................752
16.5.3 Image From Workspace ..................................................................................753
16.5.4 Detección patrón .............................................................................................754
16.5.5 2-D Correlation ...............................................................................................755
18 PROCESAMIENTO DIGITAL DE IMÁGENES USANDO MATLAB & SIMULINK © RA-MA
16.5.6 Maximum ........................................................................................................756
16.5.7 Data Type Conversion.....................................................................................756
BIBLIOGRAFÍA...............................................................................................................761
APÉNDICE A. LIBRERÍA DE BLOQUES PARA EL PROCESAMIENTO DE
IMÁGENES Y VÍDEO DE SIMULINK.........................................................................767
A.1 INTRODUCCIÓN ...................................................................................................767
A.2 DESCRIPCIÓN DE LA LIBRERÍA DE BLOQUES ..............................................768
A.2.1 Análisis & Enhancement..................................................................................769
A.2.2. Conversions.....................................................................................................770
A.2.3 Filtering ............................................................................................................771
A.2.4 Geometric Transformations..............................................................................772
A.2.5 Morphological Operations................................................................................773
A.2.6 Sinks .................................................................................................................774
A.2.7 Sources .............................................................................................................775
A.2.8. Statistics...........................................................................................................776
A.2.9 Text & Graphics ...............................................................................................777
A.2.10 Transforms......................................................................................................778
A.2.11 Utilities ...........................................................................................................779
A.3 EQUIPO Y MATERIAL NECESARIO ..................................................................780
A.4 DESARROLLO DE EJEMPLOS ............................................................................780
ÍNDICE ALFABÉTICO...................................................................................................813

Este libro tiene como objetivo abarcar la totalidad de los temas básicos y avanzados que formulan la base de construcción de los sistemas actuales de procesamiento de imagen. En esta obra se presenta un tratamiento de los temas en dos direcciones. Primero, en la teoría, dando profundidad a los conceptos y algoritmos presentados, al grado que el lector pueda predecir los resultados que se obtendrán si decide modificar parámetros estructurales de los algoritmos. Segundo, en la práctica, aportando la información necesaria para que cada uno de los algoritmos tratados puedan ser implementados por el lector usando la herramienta MatLAB & Simulink.

El libro estructurado para cubrir cursos formales universitarios, también puede ser usado de manera individual por ingenieros, profesionales e investigadores, cubriendo su contenido primero en su sección básica y después en sus temas avanzados, o bien simplemente analizando un tema.

Ventajas Competitivas:

Una característica muy importante de esta obra es que la explicación e implementación de los algoritmos no se reduce solo al uso tradicional de imágenes estáticas procesadas por segmentos de código en MatLAB, sino que enseña la manera de implementar los algoritmos tratados, en tiempo real, mediante la utilización de la herramienta llamada “Video and Image Processing Blockset”, que opera sobre el entorno Simulink. Esta característica es única, ya que no existe ningún otro libro que haga uso de esta herramienta ni en el tratamiento ni en la profundidad de los algoritmos tratados en esta obra. La importancia de esta herramienta radica en que complejos algoritmos de visión que antes era prácticamente imposible implementar en un tiempo razonable, ahora como se verá a lo largo del libro consumirá algunos minutos.

Conozca

Los principales tipos de transformaciones de imágenes y sus aplicaciones.
Las principales técnicas de realce de imágenes.
Las partes principales que componen un sistema de imágenes.
Los principales métodos de codificación y compresión de imágenes.
Los métodos fundamentales de análisis y modelado de sistemas lineales.
Las principales técnicas de segmentación de imágenes.
Desarrolle

Las habilidades necesarias para analizar, plantear y resolver problemas aplicados a el modelado de imagen.
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Ingeniería en Tecnologías de la Información y Comunicación