INDICE Prefacio 1. Introducción 2. Fundamentos de la imagen digital

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1 INDICE Prefacio XVII 1. Introducción 1.1. Fundamentos Representación digital de imágenes Etapas fundamentales del procesamiento de imágenes Elementos de los sistemas de procesamiento digital de imágenes Adquisición de imágenes Almacenamiento Procesamiento Comunicación Presentación Organización del libro 20 Referencias Fundamentos de la imagen digital 2.1. Elementos de la percepción visual Estructura del ojo humano formación de imágenes en el ojo Adaptación al iluminación y discriminación Un modelo de imagen simple Muestreo y cuantificación Muestreo uniforme y cuantificación Muestreo no uniforme y cuantificación Algunas relaciones básicas entre pixels Vecinos de un pixel Conectividad Etiquetado de componentes conexas Relaciones, equivalencia y clausura transitiva Medidas de distancia Operaciones aritmético-lógicas Geometría de la imagen Algunas transformaciones básicas Transformaciones de perspectiva Modelo de cámara Calibración de la cámara Imagen estereoscópica La película fotográfica La estructura de la película y la exposición Características de la película Ajustes de diafragma y del obturador Conclusiones Referencias 82 Problemas 83

2 3. Transformadas de la imagen Introducción a la transformada de Fourier La transformada de Fourier discreta Algunas propiedades de la transformada de Fourier bidimensional Separabilidad Traslación Periodicidad y simetría conjugada Rotación Distributividad y cambio de escala Valor medio Laplaciano Convolución y correlación Muestreo La transformada rápida de Fourier Algoritmo de la FFT Número de operaciones La FFT inversa Implementación Otras transformadas de la imagen separables La transformada de Walsh La transformada de Hadamard La transformada de coseno discreta La transformada de Haar La transformada de Slant La transformada de Hotelling Conclusiones 167 Referencias 168 Problemas Mejora de la imagen Fundamentos Métodos en el dominio espacial Métodos en el dominio de la frecuencia Mejora por procesamiento de punto Algunas transformaciones de intensidad simples Procesado de histogramas Sustracción de imágenes Promediado de la imagen Filtrado espacial Fundamentos Filtros suavizantes Filtros realzantes Mejora en el dominio de la frecuencia Filtrado de paso bajo Filtrado de paso alto Filtrado homomórfico 233

3 4.5. Generación de máscaras espaciales mediante especificaciones en el dominio de la frecuencia Procesamiento de imágenes en color Fundamentos del color Modelos del color Procesamiento de imágenes en falso color Procesamiento de imágenes en color real Conclusiones Referencias 269 Problemas Restauración de imágenes Modelo de degradación Algunas definiciones Modelo de degeneración para funciones continuas Formulación discreta Diagonalización de matrices circulantes y circulantes por bloques Matrices circulantes Matrices circulantes por bloques Efectos de la diagonalización en el modelo de degradación Aproximación algebraica de la restauración Restauración sin restricciones Restauración con restricciones Filtrado inverso Formulación Eliminación del emborronado provocado por un movimiento lineal uniforme Filtro de mínimos cuadrados (Wiener) Restauración por mínimos cuadrados Restauración interactiva Restauración en el dominio espacial Transformaciones geométricas Transformaciones espaciales Interpolación de nivel d gris Conclusiones 328 Referencias Problemas Comprensión de imágenes Fundamentos Redundancia de codificación Redundancia entre pixels Redundancia psicovisual Criterios de fidelidad Modelos de comprensión de imágenes El codificador y decodificador de fuente El codificador y decodificador de canal 350

4 6.3. Elementos de la teoría de la información Medida de la información El canal de información Teoremas fundamentales de la codificación Utilización de la teoría de la información Comprensión sin errores Codificación de longitud variable Codificación de planos de bits Codificación predictiva sin perdidas Comprensión con perdidas Codificación predictiva con perdidas Codificación por transformación Estándares de comprensión de imágenes Estándares de comprensión de imágenes binarias (de dos 423 niveles) Estándares de comprensión de imágenes de tonalidad continua Conclusiones Referencias 440 Problemas Segmentación de imágenes Detección de discontinuidades Detección de puntos Detección de líneas Detección de bordes Detección combinadas Enlazado de bordes y detección de limites Procesamiento local Procesamiento global por medio de la transformada de Hough Procesamiento global por medio de técnicas de la teoría de grafos Umbralización Fundamentos El papel de la iluminación Umbralización global simple Umbralización optima Selección de umbral basada en las características de limite Umbrales basados en varias variables Segmentación orientada a regiones Formulación básica Crecimeinto de regiones por agregación de pixels División y fusión de regiones Utilización del movimiento en la segmentación Técnicas espaciales Técnicas en el dominio de la frecuencia Conclusiones

5 Referencias 515 Problemas Representación y descripción Esquemas de representación Códigos de cadena Aproximaciones poligonales Firmas Lados del contorno El esqueleto de una región Descripciones de contorno Algunos descriptores simples Números de forma Descriptores de Fourier Momentos Descriptores de región Algunos descriptores simples Descriptores topológicos Textura Momentos Morfología Dilatación y erosión Apertura y cierre Transformación al azar Algunos algoritmos morfológicas básicos Ampliaciones a las imágenes de escala de grises Descripciones relacionadas Conclusiones Referencias 610 Problemas Reconocimiento e interpretación Elementos del análisis de imágenes Patrones y clases de patrones Métodos de decisión teórica Correspondencia Clasificaciones estadísticos óptimos Redes neuronales Métodos estructurales Correspondencia de números de forma Correspondencia de cadenas Métodos sintácticos Interpretación Fundamentos Tipos de conocimiento Sistemas lógicos (cálculo de predicados) Redes semánticas 701

6 Sistemas (expertos) de producción Conclusiones 708 Referencias 709 Problemas 710 Apéndice A. Generación de imágenes de semitono 715 Apéndice B. imágenes codificadas 721 Bibliografía 735 Índice 757