Evaluación de algoritmos basados en lógica difusa para el filtrado de imágenes
Páginas: 15 (3631 palabras)
Publicado: 6 de junio de 2010
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EVALUACIÓN DE ALGORITMOS VASADOS EN LÓGICA DIFUSA PARA EL FILTRADO DE IMÁGENES
Núñez, Rafael, 1102352386; Pedraza Chacón, Miguel, XXXXXXX.
E069. Ingeniería Electrónica. Unidades Tecnológicas de Santander
Resumen—Debido a la aplicación satisfactoria de los sistemas de visión artificial en áreas como la medicina, industria, agricultura, entre otras, ha cobrado gran importancia eldesarrollo de herramientas de preprocesamiento digital de imágenes, donde las tareas más importantes son la reducción de ruido y el realce de características.
En este documento se presenta la implementación y evaluación de algoritmos para el filtrado de imágenes digitales, los cuales se basan en lógica difusa. Se evalúa la herramienta difusa Vs. los algoritmos clásicos de filtrado espacial sobre imágenesen las cuales se le inserta diferentes tipos de ruido para observar los diferentes resultados y la eficiencia de cada tipo de filtros.
Índice de Términos—Filtrado Espacial, Lógica difusa, Ruido en Imágenes.
1. Objetivos.
2. Objetivo General.
Observar las ventajas que ofrece la implementación de filtros difusos frente a los filtros espaciales clásicos, en el preprocesamiento deimágenes digitales.
3. Objetivos Específicos.
➢ Diseñar un algoritmo basado en lógica difusa para el filtrado de imágenes digitales.
➢ Implementar el filtrado difuso de imágenes a través de la caja de herramientas de lógica difusa que ofrece la herramienta matemática MatLab ©.
➢ Implementar el filtrado espacial de imágenes a través de la caja de herramientas de procesamientodigital de imágenes que ofrece la herramienta matemática MatLab ©.
➢ Comparar los resultados obtenidos de la implementación de filtros difusos y filtros espaciales en imágenes digitales con ruido.
2. Marco Teórico.
Una de las técnicas de procesamiento más utilizadas para mejorar la calidad de una imagen digital, es la aplicación de algoritmos que permitan eliminar las señalesindeseadas, que por causa del método de adquisición aparecen en la imagen. Este tipo de técnica recibe el nombre de filtrado de imágenes, la cual es clasificada en dos grandes grupos, Filtrado Lineal y Filtrado No-Lineal.
En el procesamiento digital de imágenes, las técnicas que generan una matriz imagen al aplicarle un proceso lineal a la imagen de entrada son conocidas como técnicas lineales, lascuales realizan una combinación lineal de los píxeles pertenecientes a una pequeña vecindad del punto en estudio, con una matriz bidimensional que describe el proceso aplicar: esta técnica es llamada convolución.
Los filtros no lineales son aquellos filtros cuyo funcionamiento no puede ser modelado por una convolución. Mejoran en algunos casos el filtrado lineal pero no siempre son la solución.Un filtro no lineal comúnmente usado es el de mediana, el cual sustituye cada valor de un píxel en la imagen, por la mediana de los valores vecinos a él.
Una nueva idea que se ha desarrollado dentro del campo de filtrado de imágenes digitales, es la de los filtros difusos, los cuales involucran técnicas difusas para realizar el procesamiento de la imagen.
A continuación se estudiará de formamás detallada cada una de estas técnicas de filtrado de imagen.
2.1. Filtros Espaciales Lineales.
Los filtros espaciales se implementan mediante un proceso llamado convolución espacial. El proceso de convolución espacial se mueve a través de la imagen de entrada [1], pixel por pixel, ubicando los pixeles resultantes en la imagen de salida. El valor digital de brillo de cada pixel en laimagen de salida depende de un grupo de pixeles de entrada que rodean al pixel que se está procesando. Al utilizar la información del brillo de los pixeles vecinos a un pixel central, la convolución espacial calcula la actividad de frecuencia espacial en esa área, y por lo tanto, es capaz de filtrar en base al contenido de frecuencia espacial existente.
Un cálculo de promedio ponderado es un...
EVALUACIÓN DE ALGORITMOS VASADOS EN LÓGICA DIFUSA PARA EL FILTRADO DE IMÁGENES
Núñez, Rafael, 1102352386; Pedraza Chacón, Miguel, XXXXXXX.
E069. Ingeniería Electrónica. Unidades Tecnológicas de Santander
Resumen—Debido a la aplicación satisfactoria de los sistemas de visión artificial en áreas como la medicina, industria, agricultura, entre otras, ha cobrado gran importancia eldesarrollo de herramientas de preprocesamiento digital de imágenes, donde las tareas más importantes son la reducción de ruido y el realce de características.
En este documento se presenta la implementación y evaluación de algoritmos para el filtrado de imágenes digitales, los cuales se basan en lógica difusa. Se evalúa la herramienta difusa Vs. los algoritmos clásicos de filtrado espacial sobre imágenesen las cuales se le inserta diferentes tipos de ruido para observar los diferentes resultados y la eficiencia de cada tipo de filtros.
Índice de Términos—Filtrado Espacial, Lógica difusa, Ruido en Imágenes.
1. Objetivos.
2. Objetivo General.
Observar las ventajas que ofrece la implementación de filtros difusos frente a los filtros espaciales clásicos, en el preprocesamiento deimágenes digitales.
3. Objetivos Específicos.
➢ Diseñar un algoritmo basado en lógica difusa para el filtrado de imágenes digitales.
➢ Implementar el filtrado difuso de imágenes a través de la caja de herramientas de lógica difusa que ofrece la herramienta matemática MatLab ©.
➢ Implementar el filtrado espacial de imágenes a través de la caja de herramientas de procesamientodigital de imágenes que ofrece la herramienta matemática MatLab ©.
➢ Comparar los resultados obtenidos de la implementación de filtros difusos y filtros espaciales en imágenes digitales con ruido.
2. Marco Teórico.
Una de las técnicas de procesamiento más utilizadas para mejorar la calidad de una imagen digital, es la aplicación de algoritmos que permitan eliminar las señalesindeseadas, que por causa del método de adquisición aparecen en la imagen. Este tipo de técnica recibe el nombre de filtrado de imágenes, la cual es clasificada en dos grandes grupos, Filtrado Lineal y Filtrado No-Lineal.
En el procesamiento digital de imágenes, las técnicas que generan una matriz imagen al aplicarle un proceso lineal a la imagen de entrada son conocidas como técnicas lineales, lascuales realizan una combinación lineal de los píxeles pertenecientes a una pequeña vecindad del punto en estudio, con una matriz bidimensional que describe el proceso aplicar: esta técnica es llamada convolución.
Los filtros no lineales son aquellos filtros cuyo funcionamiento no puede ser modelado por una convolución. Mejoran en algunos casos el filtrado lineal pero no siempre son la solución.Un filtro no lineal comúnmente usado es el de mediana, el cual sustituye cada valor de un píxel en la imagen, por la mediana de los valores vecinos a él.
Una nueva idea que se ha desarrollado dentro del campo de filtrado de imágenes digitales, es la de los filtros difusos, los cuales involucran técnicas difusas para realizar el procesamiento de la imagen.
A continuación se estudiará de formamás detallada cada una de estas técnicas de filtrado de imagen.
2.1. Filtros Espaciales Lineales.
Los filtros espaciales se implementan mediante un proceso llamado convolución espacial. El proceso de convolución espacial se mueve a través de la imagen de entrada [1], pixel por pixel, ubicando los pixeles resultantes en la imagen de salida. El valor digital de brillo de cada pixel en laimagen de salida depende de un grupo de pixeles de entrada que rodean al pixel que se está procesando. Al utilizar la información del brillo de los pixeles vecinos a un pixel central, la convolución espacial calcula la actividad de frecuencia espacial en esa área, y por lo tanto, es capaz de filtrar en base al contenido de frecuencia espacial existente.
Un cálculo de promedio ponderado es un...
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