Guía de Ejercicios 1Procesamiento Digital de Imágenes

1) Explique la diferencia entre una imagen 'RGB' y una imagen que use mapa de colores.

2) Una imagen binaria está siempre en escala de grises?

3) En una imagen binarizada siempre el valor cero es negro? Siempre el valor alto es 255?

4) Qué es 'uint8' y cuántos niveles de gris contienen las imágenes de ese tipo?

5) A qué se le llama una máscara de una imagen? Para qué se puede usar y cómo?

6) Qué son el muestreo y la cuantificación?

7) Se tiene una imagen de 24 bits y se cuantifica a 8 bits. Esta operación es reversible? Por qué? Es siempre así?

8) Los píxeles son siempre cuadrados en una imagen?

9) De qué dependen la resolución de una imagen?

10) Qué espacio en disco (tamaño en bytes) ocupan las siguientes imágenes:

• 100x200 de resolución y 64 niveles de gris.

• 50x200 de resolución, RGB True Color.

• 200x100 de resolución, en 'uint8'.

11) Qué son las imágenes RGB y CMY? Para qué se usan?

12) Qué representa la Luminancia en el modelo YIQ?

13) Qué es el modelo HSV, qué significa la sigla? Por qué se usa este modelo?

14) Qué diferencia hay entre una imagen 'RGB' y una imagen con paleta de colores?

15) Una imagen que tiene sólo colores grises está necesariamente en formato de escala de grises?

16) Qué es un histograma de una imagen. Qué permite observar? Dé dos ejemplos distintos de procesamientos en los que se usa?

17) Qué es el histograma acumulado de una imagen? Qué permite observar? Dé un ejemplo de procesamiento en el que se usa?

18) Cómo se modifica el histograma de una imagen si la imagen se rota, invierte (se saca el negativo), refleja horizontalmente, se le adiciona una constante positiva? Ayúdese de esquemas para explicar.

19) Qué es la dinámica de una imagen?

20) Qué es una extensión de ventana de una imagen? por qué se aplica? Explique con esquemas.

21) Por qué al utilizar equipos de radiografías análogos se pueden obtener «impresiones (en película o film) malas»? Por qué las radiografías digitales evitan este problema?

22) Detalle qué es la ecualización de un histograma, y para qué se aplica?

23) Por qué la ecualización es una operación no lineal ? Qué operación lineal es la que más se le parece ?

24) Para qué se usa el método de Otsu y qué entrega?. En qué suposiciones se basa el cálculo? Y qué es lo que se calcula ?

25) A qué se llama una imagen binaria. Por qué se binarizan las imágenes?

26) Por qué no es conveniente realizar rotaciones sucesivas en una imagen?

27) Qués es la interpolación? Puede ayudarse de un esquema.

28) Qué es la interpolación bilineal? Cómo se calcula?

29) Qué busca la interpolación bicúbica?

30) Qué ventaja podría tener el realizar una interpolación de vecino más cercano en vez de una de mayor orden (además de la simplicidad del cálculo)?

31) Cuáles son las tres distancias vistas en clases? Cómo se calculan?

32) Qué relación existe entre las distancias Chessboard y Cityblock con las adjacencias 4 y 8?

33) Cuándo dos objetos son homeomorfos?

34) Cuando una componente X es conexa? De qué depende en una topología digital? Dé ejemplos.

35) Cómo se calcula el número de Euler? Un número de Euler elevado qué indica?

36) Qué es una imagen de componentes conexas? Cómo es su histograma?

37) En topología digital 3D nombre y explique 3 tipos de conexidad.

Las preguntas son ejemplos de lo que hay que saber.

Para las evaluaciones hay que sumar por supuesto lo visto en las clases prácticas.

Muchas de las preguntas se pueden plantear con imágenes, y compuestas en una sola pregunta o como preguntas de alternativas o V o F.

Algunos ejemplos de preguntas con imágenes son:

38) Dada la siguiente imagen original a), que es ampliada en b), calcule los valores de los píxeles P1 y P2 utilizando interpolación del vecino más cercano y bilineal:

39) Dada la imagen siguiente y su histograma, considerando el método de Otsu, calcule el valor de la varianza entre clases (

W) para un valor de umbral k=2 (detalle cálculos).

Además, considerando los siguientes valores de varianza entre clases siguientes, binarice la imagen:

k 0 1 2 3 4 5

W 3.11 1.52 0.58 0.49 0.97 2.24

a) Imagen original (valores)

10 3 4

2 5 0

b) Imagen ampliada e interpolada

10 3 4

P1

P2

2 5 0

40) Indique qué son las componentes R, G y B de una imagen. Indique la ponderación de estas componentes para el ejemplo siguiente:

41) Dado el siguiente histograma de una imagen.

41.a) Con cuantos bits está codificada probablemente la imagen ?

41.b) Qué efecto tendría realizar una extensión de histograma ?

41.c) Qué efecto tendría realizar una ecualización de histograma ?

41.d) Podría determinar cuántos píxeles tiene la imagen. Podría hacerlo si el histograma estuviera normalizado?

41.e) Qué efecto tendría en la imagen y en el histograma si cada píxel g se modifica según la fórmula : g' = 255-g ?

41.f) Cómo se modifica el histograma si se le suma 50 a cada píxel ?, Qué sucede con la imagen ? Qué efecto nefasto se podría tener ?

41.8) Qué efecto tiene el aplicar una « ventana » de extensión para los valores en el rango [100 -150] ? Qué cuidado hay que tener ? Se pierde información para esta imagen ?

42) Dada la siguiente imagen I(x,y) en escala de grises (a) y los valores de sus píxeles (b):

42.1) Con cuántos bits se podría cuantificar esta imagen, sin perder información ?

42.2) Qué representa un histograma de la imagen?

42.3) Calcule el histograma de la imagen y dibújelo, indicando a qué corresponde cada eje. Explique cómo se calculan los valores y cuáles son.

42.4) Escriba la expresión para modificar I(x,y) y obtener una imagen I2(x,y) donde su histograma sea modificado linealmelmente.

Dé un ejemplo de valores de los parámetros y dibuje tanto la imagen I2(x,y) obtenida como su histograma para:

a) aumento de brillo

b) extensión de histograma

c) inversión de los colores

Indique qué suposiciones hace para realizar los cálculos.

42.5) Binarice la imagen original y dibújela. Justifique su elección.

42.6) Ecualice el histograma de la imagen original y dibújela. Dibuje también ambos histogramas. Detalle cáculos y explique.

a) Imagen original (escala de grises) b) Imagen original (valores)

2 2 1 1 1 0 0

1 2 2 6 6 5 0

1 6 6 0 0 0 1

1 0 6 0 7 7 1

3 0 6 0 1 8 2

1 1 1 1 1 1 2

43) Calcule el número de Euler de la siguiente imagen:

44) Describa qué representan las imágenes siguientes y de qué tipo son, siendo la primera la imagen original. Cómo se obtienen la segunda y tercera?

Explique qué algoritmo debería implementar para poder extraer máscaras independientes de cada una de las componentes.

45) Dada la siguiente imagen I(x,y) en escala de grises (a) y los valores de sus píxeles (b):

45.1) Binarice la imagen original y dibújela. Justifique su elección.

45.2) Dibuje la imagen de componentes conexas (labels) de la imagen obtenida en 34.2) para 4-adjacencia y 8-adjacencia. Indique cuántas componentes conexas hay en cada caso. Dibuje los histogramas aproximados de ambas imágenes de componentes, indicando sus valores y lo que representan.

a) Imagen original (escala de grises) b) Imagen original (valores)

2 2 1 1 1 0 0

1 2 2 6 6 5 0

1 6 6 0 0 0 1

1 0 6 0 7 7 1

3 0 6 0 1 8 2

1 1 1 1 1 1 2