APLICACIÓN DE UN FILTRO ADAPTATIVO PARA MINIMIZAR EL RUIDO EN UNA IMAGEN

APLICACIÓN DE UN FILTRO ADAPTATIVO PARA MINIMIZAR EL RUIDO EN UNA IMAGEN

Contenido

1. LISTA DE ACRÓNIMOS 1

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1

2.1. Descripción del problema. 1

2.2. Justificación 1

3. ESTADO DEL ARTE 1

3.1. Internacional 1

3.2. Nacionales 3

3.3. Locales 3

3.4. Aportes 4

4. OBJETIVOS 4

4.1. Objetivo general 4

4.2. Objetivos específicos 4

5. ACTIVIDADES Y CRONOGRAMA 4

5.1. Actividades 4

5.2. Cronograma 6

6. RECURSOS, PRESUPUESTO Y FUENTES DE FINANCIACIÓN 6

7. CONDICIONES DE ENTREGA 7

8. REFERENCIAS 8

9. ACTA DE ACUERDO SOBRE LA PROPIEDAD INTELECTUAL 9

1. LISTA DE ACRÓNIMOS

PSNR: Peak Signal-To-Noise Ratio, Relación señal a ruido de pico.

WT: Wavelet Transform, Transformada Wavelet.

FIET: Facultad de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones.

GNTT: Grupo de investigación y desarrollo Nuevas Tecnologías en Telecomunicaciones.

SPECKLE: Fenómeno físico que produce cambios en la figura.

B-SPLINE: Función spline que tiene el mínimo soporte con respecto a un determinado grado, suavidad y partición del dominio.

SPLINE: Curva diferenciable definida en porciones.

WAVELET: Oscilación en forma de onda con una amplitud que comienza en cero, aumenta, y luego disminuye de nuevo a cero.

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

2.1. Descripción del problema

La imagen digital representa información visual que está asociada a escenas ambientales en tiempo real, por ello el procesamiento digital de imágenes en la actualidad es usado en diversos campos del conocimiento, como astronomía, geografía, geología, biología y medicina; en este último se obtienen múltiples beneficios centrados en la salud y el bienestar humano.

Uno de los principales problemas que afectan a la imagen en el momento de procesarla es el ruido que se puede presentar de diversas maneras, tales como: el ruido impulsivo, el ruido sal-pimienta, el ruido blanco, el ruido granular [1]. Existen filtros que ayudan a reducir el efecto que el ruido produce en la calidad de la imagen, pero el limitante que tienen este tipo de filtros es que utiliza una función lineal que trata de igual manera a todos los pixeles de la imagen, por lo cual se opta por utilizar un filtro adaptativo, que se puede configurar por medio de un algoritmo, gracias al cual el filtro adaptativo ofrece un tratamiento especial a cada pixel de la imagen en su procesamiento, con lo que se trata de llevar a cabo un mayor filtrado en zonas donde solo se presume que hay ruido y filtrar menos en aquellas zonas próximas a los bordes de la imagen [2].

2.2. Justificación

Cada vez se usan más las imágenes con una mayor exigencia en su calidad, por eso se hace necesario el uso de filtros de mayor complejidad que permitan reducir los problemas generados por los diferentes tipos de ruido tanto en la captura como en su procesamiento, una de las soluciones que se está implementando para ello es el uso de filtros adaptativos que presentan ventajas con respecto a los filtros de coeficientes fijos ya que los primeros, por medio del algoritmo de adaptación permiten procesar señales desconocidas y variables.

Teniendo en cuenta lo anterior se hace necesario el estudio de algoritmos de adaptación que permitan hacer uso del filtro adaptativo para disminuir el efecto que producen las señales no deseadas en el procesamiento digital de imágenes.

3. ESTADO DEL ARTE

3.1. Internacional

“Filtrado de imágenes”

El filtrado de imagen, consiste en la modificación de una matriz original, representando una imagen mediante procedimientos matemáticos, esta transformación se puede realizar por la técnica espacial la cual modifica pixeles o por filtraje frecuencial que opera con base en el dominio de la frecuencias, estos dos métodos son construidos con diferentes filtros, para suavizar, modificar o resaltar imágenes. El procedimiento matemático para el filtrado es complejo, por esto destacan software como MATLAB que contiene diferentes aplicaciones de filtrado mediante sus toolbox [3].

Este artículo presenta el análisis general de las características de los diferentes filtros que se utiliza para la reducción de ruido en una imagen digital, a diferencia de la presente propuesta, en la cual se plantea el análisis de manera detallada de un filtro.

“Filtro de mediana adaptativo”

En este trabajo se ha investigado la aplicación del filtro de la mediana. Como un método avanzado comparado con el filtro de mediana estándar. El filtro de mediana adaptativa realiza procesamiento espacial para la preservación de detalles y suavizar ruido no impulsivo. Un primer beneficio sobre este enfoque adaptativo al filtro de mediana es que el repetir la aplicación del filtro de mediana adaptativo no degrada los bordes o algún otra estructura pequeña en la imagen [4].

El trabajo de grado a desarrollar se diferencia del anterior en que la técnica de filtrado se realiza por medio de la organización de los pixeles de forma vectorial y la del trabajo mencionado lo hacen a través de una matriz.

“Filtro vectorial de mediana con ponderación adaptativa”

En este trabajo se presenta un filtro de tipo vectorial para imágenes en color es basado en la estructura de un filtro de mediana ponderado, el cual utiliza la estimación del gradiente bidireccional de la ventana de observación para permutar la ventana de ponderación y de esta forma adaptarse a las condiciones locales de ruido, obteniendo así un buen compromiso entre disminución de ruido y preservación de bordes y detalles de la imagen original [5].

Este trabajo se toma como referencia debido a que se asemeja al trabajo de grado propuesto, con la diferencia que se utiliza la ponderación para realizar el filtrado.

“Aplicación de un filtro stack en imágenes con ruido speckle”

En este trabajo se presenta la aplicación de un filtro adaptativo no lineal, que tiene el objetivo de disminuir el ruido speckle y mejorar la imagen para facilitar la búsqueda de características. Está basado en el entrenamiento con dos imágenes, una que no tiene ruido y otra contaminada con un ruido de distribución similar al de la imagen que se quiere tratar. Con el fin de hallar bordes de objetos se aplica un

...