Cenno al trattamento delle immagini digitali

Cenno al trattamento
delle immagini digitali
Cartografia numerica e GIS
Domenico Sguerso
Digital Image Processing:
Preprocessing
(Memorizzazione)
analysis
…
Trattamento dell’immagine:
- ricampionamento necessario per analisi
necessario per display
- filtraggio
Procedure fotogrammetria analitica:
DTM, ortofoto, …
ridurre noise
Riconoscimento di forme,
aumento contrasto
restituzione automatica
trasformazioni per evidenziare
caratteristiche geometriche o
radiometriche
Robot vision
Ricampionamento
Ad esempio per singoli punti (es. estrazione di punti quota) o per intere immagini
(quali ad es. le ortofoto)
Buon rapporto qualità/semplicità (e quindi non onerosità computazionale)
ricampionamento bilineare
...
Digital image restoration (restauro):
rimozione o riduzione dei:
disturbi propri dell’acquisizione dell’immagine (anche analogica)
(sfocamento, aberrazioni obiettivo, …) secondo la conoscenza della
funzione di trasferimento
rumore (noise) di acquisizione (di natura elettrica)
Digital image enhancement (esaltazione):
miglioramento di talune caratteristiche dell’immagine secondo tecniche
ad hoc sia nel dominio spaziale che nel campo delle frequenze
Tipologie di operatori:
- operatori puntuali il valore assunto da un pixel dipende solo dal suo
valore originario
- operatori locali
il valore di un pixel dipende dal valore di un numero limitato
di pixel vicini
- operatori globali
il valore di un pixel dipende da tutti i valori dei pixel
dell’intera immagine
I filtri digitali sono operatori locali.
Il filtraggio è sempre un compromesso tra
riduzione del disturbo e
modifica delle informazioni originarie
N.B.: preservare il file originale facendone copia
Differenti strutture di “noise”:
- diffuso sull’intera immagine
si opera mediante filtro passa basso per eliminare le frequenze maggiori ad
una certa soglia cosiddetta di “taglio”; ovviamente per non disturbare
l’immagine, occorre che il segnale di interesse sia costituito per intero da
frequenze inferiori;
- isolato (a causa ad esempio di un singolo sensore)
si ricerca la presenza di un outlier (errore grossolano) ad esempio calcolando
una media pesata oppure la mediana escludendo il pixel centrale; spesso si
assume che sia molto improbabile che il pixel centrale assuma valori
sensibilmente differenti da quelli circostanti;
- ...
Equalizzazione:
Utile per portare l’istogramma di una immagine con valori di grigio concentrati in
una fascia abbastanza ristretta, a distribuirsi in maniera pressoché uniforme su
tutti i valori dello spettro (ad es. 0 – 255).
L’effetto è quello di aumentare il contrasto sull’intera immagine, ossia
differenziando maggiormente i valori di grigio laddove i valori erano molto simili.
Operatori locali
Agiscono su di una finestra generalmente simmetrica rispetto il punto in esame,
che viene via via spostata seguendo il punto considerato (convoluzione).
Esempi di filtraggi utili ad evidenziare “dettagli” o “strutture” del segnale:
- filtro “passa basso” “smussa”, “liscia”, taglia le alte frequenze e quindi
“lascia passare le basse frequenze”;
è utile per individuare le “macro-strutture”
- filtro “passa alto”
viceversa, per evidenziare i dettagli, le “micro-strutture”
N.B. i filtri passa-basso e passa-alto sono lineari (nei valori dei pixel dei quali
si effettuano solo combinazioni lineari appunto) e pertanto ammettono
sovrapposizioni, ossia la convoluzione di combinazione lineari di immagine è
pari alla combinazione lineare delle convoluzioni delle immagini.
filtro (A+B+C+…)= filtro (A)+filtro(B)+filtro(C)+ . . .
N.B.: le finestre facilmente utilizzate sono di dimensioni 3x3 o 5x5 pixel
anche se ovviamente la scelta deve dipende dal segnale e dall’obiettivo.
N.B.: tanto più il segnale ha frequenze tra loro differenziate, e tanto è più
possibile una separazione tra i contributi al segnale senza perdere informazioni
(es. ritaglio di un disegno ben definito rispetto ad un disegno ad acquarello
privo di contorni)
La ricerca e la suddivisione dell’immagine in zone omogenee può fornire
validi contributi per l’individuazione di confini “edge extraction” o per
l’aggregazione di pixel “region growing”
Classificazione di immagini
...
Oss.:
Un raster può rappresentare il “colore” dell’oggetto risposta radiometrica
oppure può rappresentare la “superficie” dell’oggetto-territorio DTM, DSM
Questa presentazione è © 2010 Bianca Federici e Domenico Sguerso, disponibile come
http://www.creativecommons.it/Licenze