Segmentación en el procesamiento de imágenes
La segmentación es el proceso que divide a una escena percibida en sus partes constituyentes u objetos. La segmentación es una de los elementos más importantes de un sistema automatizado de visión, ya que este es el nivel de preprocesamiento en que los objetos se extraen de una imagen para su posterior reconocimiento y análisis, su objetivo es agrupar áreas de imagen que tengan características similares dentro de entidades distintas, que representen partes de la imagen. La segmentación se divide en sus dos siguientes principios básicos.
1.- DISCONTINUIDAD. Suele usar la detección de bordes.
La detección de bordes. Considera el cambio de intensidad que se produce en los pixeles en el contorno o bordes de un objeto como lo mustra la figura. Dado que se ha encontrado una región con atributos similares, pero se desconoce la forma del contorno, este ultimo se puede determinar mediante un simple procedimiento de seguimiento del borde.
Detección de bordes en intensidad de iluminación(blanco-negro).
Para la imagen binaria, el procedimiento es el de explorar la imagen hasta que se encuentre un pixel dentro de la región, una vez encontrado un pixel en el interior de una región, torcer a la izquierda y avanzar, o al contrario torcer a la derecha y avanzar un paso. El procedimiento se detiene cuando se atraviesa el contorno y el camino vuelve al pixel inicial como lo muestra en la figura.
Procedimiento que lleva a cabo la detección de bordes.
2.- SIMILITUD. Este usa la fijación de umbrales y el crecimiento de regiones.
La fijación de umbrales Es una técnica de conversión binaria en la que cada pixel es convertido a un valor binario, blanco o negro. Esto se realiza mediante un histograma de frecuencias de la imagen y estableciendo la intensidad (nivel de gris) va ha ser el límite entre el blanco y el negro.
Para mejorar una imágen se usan las siguientes mascaras:
1. Mascaras de Roberts.
2. Mascaras de Prewitt.
3. Mascaras de Sobel.
La figura muestra las mascaras de gradientes que fueron usadas sobre un objeto.
(a) (b)
(c) (d)
Aplicación de máscaras de gradientes.
a) Imágen original.
b) Imágen usando la mascara de Prewitt.
c) Aplicación del valor máximo de color blanco.
d) Se le asignó un valor cero (negro) en aquellos puntos que no excedia al valor del color blanco.
La fijación de umbrales es la técnica más utilizadas para la segmentación en aplicaciones de visión industrial, ya que es mas rápida y más fácil de llevar a cabo y la iluminación se puede controlar en un establecimiento industrial.
Los umbrales globales tienen aplicaciones en situaciones donde existe una clara definición de objetos y entorno, y cuando la iluminación es relativamente uniforme. La luz posterior y las técnicas de iluminación a menudo dan como resultado imágenes que pueden ser segmentadas mediante umbrales locales.
Uno de los aspectos más importantes para seleccionar un umbral es la capacidad de identificar correctamente los picos de intensidad de un histograma dado, ya que resulta más sencillo seleccionar un buen umbral si los picos del histograma son altos, estrechos, simétricos y están separados por profundos valles, porque esto mostraría donde se encuentra la imagen y la concentración del fondo.
El crecimiento de región. Es un conjunto de técnicas de segmentación en la que los pixeles se agrupan en regiones llamados elementos de cuadricula basada en similitudes de atributos. Las regiones definidas se podrán examinar en cuanto a si son independientes o se pueden fusionar a otras regiones por medio de un análisis de la diferencia de sus propiedades medias y su conectividad espacial.
(a) (b)
Figura a Imagen original y b Aplicación de la técnica de crecimiento de regiones.
El crecimiento de regiones es una técnica que agrupa pixeles o subregiones en regiones más grandes, Un método para este, es la adición o agregación de pixeles, en donde comienza con un conjunto de puntos, semilla y vamos haciendo crecer las regiones añadiendo a cada punto semilla aquellos pixeles vecinos que tengan propiedades similares como intensidad, textura o color como se observa la figura.
