Filtro y ruidos en imágenes medicas Low, C; Torres, M; Molina, L. Introducción El ruid o en las imá ge nes di gi ta les pu ed e ap ar ecer como motas aleatorias o como una superf icie suave que de gr ada la calidad de la imagen. Para obteneruna imagen con una meor calidad, se procede a la utili!aci"n de al gori tmos que permiten e# tra er aquellas perturbacio nes en la imagen $ en el caso de las imágenes medic as obtener un diagnostico mas preciso. Los fil tros son aqu ell os que permiten separar la se%al considerada como ruido, de la se%al que realmente se quiere obtener, o al momento de obtener una serie de se%ales, dividirlas $ as& estudiarlas por separado. El ruido en imágenes medicas 'e puede def in ir el ru id o como cambios que presentan los p&#eles en una imagen. (e alguna forma modif ican las carac ter&s ticas de dic )a ima gen *bo rde s, nit ide!, brillo, contraste, entre otros+. En las imágen es mismas se enc uentran pri nci pal mente dos tipos de rui douniforme e impulsivo. -epresentaci"n grafica del ruido en una imagen Tipos de ruidos: -Ruido Gaussiano: | -Produce pequeñas variaciones en la imagen. -Suele ser debido a los componentes electrónicos. -Espectro de energía constante para todas las frecuencias: Afecta a la imagen completa la intensidad de todos los pí!eles se ve alterada. E"emplo de ruido #aussiano Ruido Impulsional T ambien conocido como sal $ pi mienta, en este ruido el valor que toma el pí!el no tiene relación con el valor ideal$ sino que toma valores mualtos o muba"os. %oma el valor m&!imo 'sal( o el mínimo 'pimienta(.
El ruido en las imágenesdigitales puede aparecer comomotas aleatorias o como unasuperficie suave que degrada lacalidad de la imagen. Para obtener una imagen con una meor calidad,
se procede a la utili!aci"n dealgoritmos que permiten e#traer aquellas perturbaciones en laimagen $ en el caso de lasimágenes medicas obtener undiagnostico mas preciso.
Los filtros son aquellos quepermiten separar la se%alconsiderada como ruido, de la se%alque realmente se quiere obtener, oal momento de obtener una serie dese%ales, dividirlas $ as& estudiarlaspor separado.
El ruido en imágenes medicas
'e puede definir el ruidocomo cambios que presentan losp&#eles en una imagen. (e algunaforma modifican las caracter&sticas
de dic)a imagen *bordes, nitide!,brillo, contraste, entre otros+. En lasimágenes mismas se encuentranprincipalmente dos tipos de ruidouniforme e impulsivo.
-epresentaci"n grafica del ruido enuna imagen
Tipos de ruidos:
-Ruido Gaussiano:
| -Produce pequeñasvariaciones en la imagen.
-Suele ser debido a loscomponentes electrónicos.
-Espectro de energíaconstante para todas lasfrecuencias:
Afecta a la imagencompleta la intensidad detodos los pí!eles se ve alterada.
E"emplo de ruido #aussiano
Ruido Impulsional
Tambien conocido como sal $pimienta, en este ruido el valorque toma el pí!el no tiene
relación con el valor ideal$ sinoque toma valores mu altos omu ba"os. %oma el valorm&!imo 'sal( o el mínimo'pimienta(.
imagen sigue una distribuci"nuniforme, la probabilidad de tomar cualquier valor de gris de dentro deun intervalo definido es constante.E#isten dos tipos de ruido uniforme
-uido uniforme frecuencialLa imagen obtenida es la real másuna interferencia de se%al peri"dica,*senoide, cosenoide+
-uido uniformemultiplicativo La se%al obtenida es
fruto de la multiplicaci"n de dosse%ales.
Eemplo de ruido multiplicativo
Eemplo de ruido frecuencial
Filtros digitales.
Los filtros digitales se pueden usar para prop"sito general. (e unaparte, para la separaci"n de dos
se%ales que )an sido generadas $de otra para la restauraci"n dese%ales que se )an distorsionado.'u importancia viene dada en elprocesamiento de se%ales debido asu e#celente desempe%o. 'e usanpara la separaci"n de se%alescuando una se%al )a sidocontaminada con interferencia deruido o con otras se%ales. /s&, unfiltro se puede usar para separar
estas se%ales $ poder estudiarlasindividualmente.
Tipos de filtros:
-ominio espacial
Filtros de orden.Metodolog&a
(efinir tama%o de submatri!para actuar.0rdenar los elementos que
engloban la submatri!./plicar el criterio
correspondiente dependiendo delfiltro.
Filtrado de la mediana 1 'ustitu$e el valor del p&#el
!entajas/ten2a el ruido impulsional *'al $pimienta+
Elimina efectos enga%ososPreserva bordes de la imágen
es"entajasPierde detalles *Puntos, lineasfinas+.-edondea las esquinas de losobetos
(espla!amiento de los bordes
Filtro de la mediana ponderada
/ menudo se repiten losvalores de nivel de gris tantas vecescomo indiquen unas máscaras deponderaci"n $ se le da másimportancia a los p&#eles centralesque al resto de la ventana.
#á$imos y m%nimos#á$imo: selecciona el
ma$or valor dentro de una ventana
ordenada de valores de nivel degris.
!entajaElimina el ruido pimienta *p&#elesnegros+.
es"entajas '"lo funciona cuando el ruido ese#clusivamente tipo pimienta Tiende a aclarar la imagen.
Eemplo, i!quierda filtrado deminimos, derec)a de ma#imos.
Filtros de media &ineales
'aso (ajo espaciales'e emplea para disminuir laganancia de las altas frecuencias
3ntensidad del nuevo p&#el-Se puede dar distintos pesos alos valores de los pí!eles
Filtro media geom)trica
(efinido como el producto delos valores de los p&#eles dentro dela ventana, elevados a la potencia45nm.
)ueno para eliminar elruido #aussiano. *alla con elruido impulsional
Filtro de Gauss'on máscaras de convoluci"n queimitan la campana de 6auss.
Campana de 6auss
'ropiedades'imetr&a rotacional. Tiene el mismoefecto en todas las direcciones7n 2nico l"bulo *pico+El peso de los p&#eles decrece conla distancia al centroCuanto más aleado está un p&#el,menos significativo esPreserva las baas frecuencias $tiende a eliminar las altas.
8iltro previo a la detecci"n debordes
Filtros de media *o &inealesFiltro +utlier
'e basa en la diferencia entre elvalor del p&#el $ la media de losvecinos de la máscara.'i la diferencia es superior a unvalor preestablecido, se consideraruido $ se sustitu$e por el valor de
esta mediaMeor respuesta ante el ruidoimpulsional que los filtros lineales.
,onclusión
Como se e#plica, el ruido esuna informaci"n no deseada quecontamina la imagen ideal que sequiere obtener, $a sea en unaimagen cualquiera o en un estudiomedico. E#isten distintos algoritmos$ procedimientos que se utili!an
como )erramientas para minimi!ar los efectos del ruido $ obtener unaimagen mas adecuada. Los filtrosson una )erramienta importante enel procesamiento de las se%ales, $a
que sin estos, no se obtiene lainformaci"n de una manera correctoo puede ser presentada de unamanera en la que no se visualicecon claridad.
Referencias9, 6on!ale!. 8iltrado de imágenes.Consultado en *enero :4<+ /, =etancourt. Procesamiento difusode imágenes filtro difuso para
