José F. Pertusa Grau - Técnicas de análisis de imagen, (2a ed.)

TÉCNICAS DE ANÁLISIS DE IMAGEN

Educació. Materials 65

TÉCNICAS DE ANÁLISIS DE IMAGEN

CONCEPTOS BÁSICOS

José F. Pertusa Grau

UNIVERSITAT DE VALÈNCIA

Colección: Educació. Materials

Director de la colección: Guillermo Quintás Alonso

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© El autor, 2010

© De esta edición: Universitat de València, 2010

1.ª edición: junio 2003

2.ª edición corregida: febrero 2010

Coordinación editorial: Maite Simón

Maquetación y composición de la cubierta: Celso Hernández de la Figuera Corrección: Francesc B. Salas

ISBN: 978-84-370-8288-2

Índice

INTRODUCCIÓN

Capítulo 1. La imagen

1.1 Análisis de imagen y procesado de imagen

1.2 Tipos de imagen con interés biológico

1.2.1 Ondas electromagnéticas transmitidas

1.2.2 Ondas electro-magnéticas reflejadas

1.2.3 Ondas electromagnéticas emitidas

1.3 La imagen real y nuestra percepción del mundo

1.3.1 Mecanismo de estereopar

1.3.2 Referencias espaciales

1.3.3 Movimiento

1.3.4 Juego de luces y sombras

1.4 Información contenida en la imagen

1.4.1 Información espacial

1.4.2 Información espectral: energía radiante

1.5 Objetos, fondos y campos

1.6 Los objetos en análisis de imagen

1.7 Morfometría y estereología

Capítulo 2. Algunos métodos manuales para la estimación de medidas

2.1 Qué medir y cómo

2.2 Estimación del área

2.2.1 Aproximaciones geométricas

2.2.2 Recuento de áreas unitarias

2.2.3 Método de la pesada

2.2.4 Estimación del área por el método de la rejilla de puntos

2.3 Estimación de la longitud

2.3.1 El método de Buffon

2.3.2 Cálculo del perímetro

2.4 Errores de medida

2.4.1 Unidades de medida y errores

2.4.2 Precisión del método en función del número de puntos de la rejilla

2.4.3 El error experimental

Capítulo 3. Análisis de imagen asistido por ordenador

3.1 Orígenes del análisis de imagen

3.2 Los primeros analizadores

3.3 La era de la digitalización

3.4 La expansión de la memoria y el tratamiento de grises

3.5 Lo analógico y lo digital

3.5.1 Sistemas de referencia

3.5.2 Analógico/Digital

3.5.3 El píxel

Capítulo 4. Arquitectura del sistema

4.1 ¿Qué es un ordenador digital?

4.2 Representación de la información

4.3 Programas y datos

4.4 La máquina virtual: el sistema operativo

4.5 La era de las ventanas

4.6 Una nueva ojeada a la arquitectura del sistema

4.7 Sistemas de captación de imagen

4.7.1 Tubos termoiónicos tradicionales

4.7.2 Cámaras de sensor de estado sólido o CCD ( Charge-Coupled Device )

4.7.3 Cámaras digitales

4.8 Características técnicas de las cámaras de vídeo

4.8.1 Sensibilidad

4.8.2 Rango de sensibilidad

4.8.3 Gamma

4.8.4 Resolución

4.8.5 Respuesta espectral

Capítulo 5. La imagen digital

5.1 Digitalización de la imagen

5.2 Profundidad

5.3 Resolución

5.4 El histograma de nivel de gris

5.5 Escalado del nivel de gris y paletas de falso color

5.5.1 Escalado del nivel de gris

5.5.2 Paletas de color: falso color

5.6 Digitalización del color real

5.7 Cómo congelar, grabar y recuperar las imágenes

5.7.1 Formato de imagen

Capítulo 6. Procedimiento general de trabajo en análisis de imagen asistido por computadora

6.1 Captura de la imagen

6.2 Segmentación

6.3 Detección de los objetos

6.4 Medidas

6.5 Operaciones adicionales y utilidades

Capítulo 7. Medidas en análisis de imagen

7.1 Parámetros morfométricos de campo

7.1.1 Número de partículas

7.1.2 Área como parámetro de campo

7.1.3 Perímetro como parámetro de campo

7.2 Parámetros morfométricos de objeto

7.2.1 Coordenadas de un objeto: distribución de objetos

7.2.2 Centroides

7.2.3 Área de un objeto

7.2.4 Medida de los diámetros Feret (diámetros de calibrador)

7.2.5 Longitud y anchura de los objetos

7.2.6 Longitud y anchura de fibra

7.2.7 Perímetro y perímetro convexo

7.2.8 Orientación de los objetos

7.2.9 Número de agujeros

7.3 Parámetros morfológicos derivados

7.3.1 Factor de forma circular

7.3.2 Rugosidad

7.3.3 Factores que relacionan la longitud de los ejes

7.4 Parámetros densitométricos

7.4.1 Nivel de gris

7.4.2 Densidad óptica

Capítulo 8. Procesado de imagen. Operaciones punto a punto

8.1 Restauración y mejora de la imagen

8.2 Operaciones punto a punto

8.3 Modificación del histograma de gris

8.3.1 Normalización

8.3.2 Ecualización

8.3.3 Otras manipulaciones del histograma de gris

8.4 Operaciones aritméticas con una imagen

8.5 Operaciones aritméticas con varias imágenes

Capítulo 9. Procesado de imagen. Operaciones entre píxeles vecinos

9.1 Filtros matriciales

9.2 Filtros de suavizado

9.2.1 Filtro de la media

9.2.2 Filtros gaussianos

9.2.3 El filtro de la mediana

9.3 Filtros de enfatizado

9.4 Utilización de los filtros

Capítulo 10. Detección de márgenes

10.1 Tipos de bordes

10.2 Operadores laplacianos

10.3 Operadores direccionales

10.3.1 Operadores cardinales (norte, sur, este, oeste)

10.3.2 Otros operadores direccionales

10.4 Operadores cruzados

10.4.1 Bordes de cuatro píxeles

10.4.2 El operador cruzado de Roberts

10.5 Otros detectores de margen

Capítulo 11. Segmentación: la imagen binaria

11.1 Técnicas basadas en el marcado de bordes

11.1.1 Perfilado manual de contornos

11.1.2 Detección de bordes como procedimiento de segmentación

11.2 Segmentación por umbrales

11.2.1 Utilización de umbrales de nivel de gris

11.2.2 Herramientas para la selección de umbrales

11.3 Segmentación automática

11.4 Segmentación múltiple

11.5 Otras técnicas de segmentación

11.5.1 Crecimiento de regiones

11.5.2 División y unión de regiones

11.6 Segmentación de la imagen en color

11.6.1 Cuando el color no es relevante

11.6.2 Utilización del color para la segmentación

11.7 Resultado de la segmentación

11.7.1 Significado de la imagen binaria

11.7.2 Criterios de representación de la imagen binaria

Capítulo 12. Procesado de la imagen binaria

12.1 Morfología matemática

12.2 Conectividad

12.3 Erosión y dilatación

12.4 Apertura y cierre

12.5 Otras operaciones de morfología matemática

12.5.1 Rellenado de agujeros ( hole fill )

12.5.2 Contorno

12.5.3 Esqueletización ( Skeleton )

12.5.4 Elimina-bordes

12.5.5 Herramienta para separación de objetos. Distancia euclídea

12.6 Operaciones lógicas

12.6.1 El Álgebra de Boole

12.6.2 Operaciones booleanas

12.6.3 La función O-EXCLUSIVA

12.7 Operaciones booleanas con imágenes binarias