Fundamentos de Colorimetría y Técnicas Esenciales de Procesamiento Digital de Imágenes

Colorimetría y Percepción Visual

Definiciones de Igualdad de Color

• Isómeros: Tienen idéntica distribución espectral.
• Metámeros: Producen la misma sensación de color, aunque su distribución espectral sea diferente.

Espacio de Color XYZ

Sistema basado en tres luces artificiales (X, Y, Z), donde Y representa la luminancia. Permite expresar toda la gama de colores con coeficientes triestímulos positivos. La normalización se realiza mediante la siguiente relación: $x = x/(x+y+z)$, donde la suma de los coeficientes normalizados es $x+y+z=1$.

Ajuste de Contraste y Representación de Datos

Histograma

Es una función discreta que indica, para cada nivel de gris ($r_k$), el número de píxeles ($n_k$) en la imagen que tienen ese nivel: $h(r_k) = n_k$.

Expansión del Rango de Niveles de Gris

Al expandir el rango de niveles de gris más bajos, observamos con más detalle las zonas oscuras. Sin embargo, podríamos obtener valores fuera del rango permitido para algunos puntos. Si esto sucede, se realiza un redondeo de los valores no enteros y un recorte (*clipping*) de los valores extremos, asignando el nivel mínimo 0 a valores negativos y el nivel máximo $L-1$ a los valores mayores que $L-1$.

LUT (*Look-Up Table*)

Matriz que almacena los valores de las transformaciones lineales por partes para ajustar el contraste. La dimensión de la tabla es igual al número de niveles de gris utilizados.

Manipulación y Filtrado de Imágenes Digitales

Eliminación de Ruido

Las imágenes digitales presentan algún tipo de ruido debido a distintos factores. Una manera de eliminar o reducir ese ruido es promediar múltiples imágenes de la misma escena. Las operaciones lógicas operan píxel a píxel, pero los valores de cada píxel se procesan como cadenas de números binarios.

Falso Color

Técnica que se aplica a imágenes a color para cambiar los colores de los píxeles de manera que el color resultante resalte algún aspecto específico de la imagen (con el objetivo de llamar la atención sobre ciertas características).

Técnicas de PADDING (Relleno de Bordes)

El *padding* es esencial en el procesamiento de imágenes para manejar los bordes durante la aplicación de filtros:

• Zero Padding: Se incluye un marco de ceros en la señal a procesar.
• Mirroring: Se incluyen valores de píxeles que se obtienen reflejando respecto de los ejes los valores existentes.
• Replicar: Se utilizan los valores de los píxeles de los bordes.

Efecto RINGING (Anillado)

Efecto típico de los filtros ideales. Los filtros ideales tienen como transformada inversa una función *sinc*, cuyos lóbulos convolucionan con las transiciones de la imagen, produciendo anillos alrededor de los contornos. La componente central del filtro es responsable del efecto suavizado y las componentes concéntricas son responsables del *ringing*.

Estrategias de Procesamiento Local

• Ventana Deslizante: Consiste en calcular diferentes histogramas para cada píxel, basándose en su vecindad.
• Mosaico: Técnica que divide la imagen en regiones para mitigar el efecto de bloque, suavizando las fronteras entre ellas.

Nota: Un mayor número de píxeles implica una imagen más detallada.