MÉTODO Y SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DE IMÁGENES DIGITALES.

Método y sistema de procesamiento de imágenes digitales, método y sistema de clasificación de imágenes digitales.

La presente invención pertenece al campo de métodos de procesamiento y clasificación de imágenes digitales. En concreto se refiere a un método y sistema de procesamiento de imágenes digitales y a un método y sistema de clasificación de imágenes digitales según un grado de calidad

, preferentemente este grado de calidad siendo "muy mala", "mala", "regular", "buena"," muy buena", comprendiendo el método las etapas de: recibir un conjunto de imágenes digitales como un vector de parámetros, seleccionar al menos un parámetro de calidad de imagen del conjunto para cada imagen digital, y elaborar un modelo de clasificación de imágenes digitales utilizando todos los parámetros de calidad de imagen seleccionados en el paso anterior y la etiqueta para cada imagen, para definir la validez o no validez de una imagen cualquiera.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201231579.

Solicitante: UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: ROBLEDANO ARILLO,Jesús, MORENO PELAYO,Valentín.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > COMPUTO; CALCULO; CONTEO > TRATAMIENTO O GENERACION DE DATOS DE IMAGEN, EN GENERAL... > G06T7/00 (Análisis de imagen, p. ej. desde un mapeado binario para obtener un mapeado no binario)

PDF original: ES-2461635_A1.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Método y sistema de clasificación de imágenes digitales.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención pertenece al campo de métodos de clasificación de imágenes digitales. En concreto se refiere a un método y sistema de clasificación de imágenes digitales según un grado de calidad, preferentemente este grado de calidad siendo "muy mala", "mala", "regular", "buena"," muy buena".

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El principal problema técnico que resuelve la invención es el de revisar de manera automática la calidad de imágenes digitales como por ejemplo las resultantes de un proceso de digitalización de documentos de cualquier tipo. Lo normal en este tipo de imágenes es tener problemas de calidad, debido a la actuación de diferentes factores que son muy difíciles de controlar al 100% durante el proceso de captura digital: errores involuntarios del personal asignado a los equipos de captura, defectos que introduce el dispositivo debido al desgaste de componentes por el uso, fallos técnicos o cambios en la temperatura que afectan al rendimiento, problemas de conservación de los documentos, defectos de calibración, etc.

Para la revisión de calidad de imágenes digitales tradicionalmente se ha utilizado la intervención de un experto humano que decide si la imagen es válida para su comprensión o presentación. Esto presenta el problema de revisar, una a una, imágenes de archivos que en ocasiones pueden tener centenares de páginas.

Existen en el estado de la técnica métodos de control de calidad de documentos digitales como el nombrado en la patente JP2005050354 "Method for quantifying measure of quality of document" en el que se explica cómo a partir de unos valores predeterminados de la combinación de unos parámetros de calidad se obtiene la medida de la calidad mediante un único valor. En una segunda patente, US2007036394, "Method for measuring and quantizing document quality", se mide y cuantifica un único parámetro de calidad; este parámetro es una fracción de los objetos en el espacio en blanco del documento. Pero éstos y otros tipos de métodos no permiten afrontar con eficacia muchos de los procesos de control de calidad que son requeridos en contextos de uso diversos debido a que actúan sobre la base de un número de parámetros predeterminados sometidos a unos rangos de aceptación no muy flexibles. La flexibilidad es requerida debido a varios factores, tales como la existencia de correlaciones complejas entre los atributos perceptuales y físicos en que reside la calidad subjetiva de las imágenes digitales, la dificultad o gran esfuerzo requerido para su identificación y la cuantificación de su correlación, la dificultad de establecer ponderaciones entre los atributos o la necesidad de usar procesos de prueba y error múltiples para el establecimiento de rangos de aceptación.

Es por tanto necesario un método y dispositivo que resuelvan el problema técnico de validar automáticamente la calidad de las imágenes basándose en parámetros físicos y que la validación sea tan fiable, completa y precisa como la que haría un experto.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención resuelve el problema anteriormente descrito mediante un método de clasificación de imágenes digitales según la reivindicación 1, y un sistema de clasificación de imágenes digitales según la reivindicación 6. Los métodos y sistemas según la invención son de aplicación en el control de calidad de imágenes digitales. Las reivindicaciones dependientes definen realizaciones preferidas de la invención.

En un primer aspecto inventivo se presenta un método de clasificación de imágenes digitales caracterizado porque comprende las etapas de

proporcionar al menos un modelo de clasificación obtenido por un método de procesamiento de imágenes digitales en el que

cada imagen digital se representa mediante un vector de parámetros cuyos elementos comprenden:

- un conjunto de parámetros de calidad de imagen, relativos a las características físicas y objetivas de la imagen, tales como:

resolución de muestreo,

profundidad de bit,

método de compresión,

ratio de compresión,

capacidad resolutiva mediante funciones de transferencia de contraste (MTF),

función de conversión opto-electrónica (OECF),

rango dinámico,

relación Señal/Ruido,

espectro de frecuencia de ruido,

aberraciones ópticas,

aberraciones cromáticas,

distorsiones ópticas,

erraren la codificación de color,

uniformidad en el registro de intensidad de luz,

error de cuantización,

clipping,

compresión;

curvatura,

inclinación,

reflejos,

elementos ajenos,

dobleces,

fragmentación,

inversión,

giro,

suciedad,

una etiqueta de valoración de imagen que define el grado de calidad de la imagen,

proveer al menos una imagen digital,

extraer de la imagen digital todos los parámetros de calidad de imagen con el que el método de procesamiento de imágenes digitales proporcionado representa las imágenes y

clasificar automáticamente la imagen provista, asignándole una etiqueta de valoración de imagen que define su grado de calidad, de acuerdo al modelo de clasificación y a los parámetros de calidad de imagen extraídos.

Definir el grado de calidad de una imagen cualquiera es definir qué valoración de imagen, de entre una pluralidad de grados predefinidos, corresponde a una imagen cualquiera. Preferentemente, la valoración se realizará como "muy mala", "mala", "regular", "buena", "muy buena". También pueden definirse otros grados de validez, como por ejemplo "válido" o "no válido".

Este método desempeña tareas de aprendizaje supervisado. El objetivo del aprendizaje supervisado es el de crear una función capaz de predecir el valor correspondiente a cualquier objeto de entrada válida después de haber visto una serie de ejemplos, los datos de entrenamiento. Para ello, tiene que generalizar a partir de los datos presentados a las situaciones no vistas previamente. Los datos de entrenamiento comprenden pares de objetos (normalmente vectores): siendo una componente del par los datos de entrada, en el caso de la Invención los parámetros de calidad extraídos de las imágenes digitales, y la otra los resultados deseados, en el caso de la invención las etiquetas de valoración de la calidad de las imágenes. La salida de la función es una etiqueta de clase en los procesos de clasificación.

La calidad de una imagen viene determinada por diferentes parámetros de calidad de Imagen. Estos parámetros pueden ser objetivos (atendiendo al contraste de la imagen, curvatura, Inclinación, ruido, etc.) y otros pueden ser subjetivos y dependen de la percepción de la imagen por parte del experto. No existe necesariamente una relación lineal entre el rendimiento en los parámetros de calidad objetivos y la apreciación de calidad subjetiva de un observador humano de la Imagen. Este fenómeno es especialmente manifiesto cuando interacclonan diferentes parámetros de calidad de forma conjunta en una Imagen, creándose una compleja red de interacciones en la que la merma de rendimiento en un parámetro puede provocar el efecto contrario en otro parámetro. De esta forma la percepción de calidad humana no siempre es directamente relacionable con la suma de los rendimientos en los parámetros de calidad medidos. La modelación de la valoración subjetiva de calidad es, por tanto, un proceso complejo y requiere un método que aproxime la valoración de la calidad de las imágenes digitales a la manera a como lo haría un experto humano.

Los parámetros de calidad... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1.- Método de clasificación de imágenes digitales caracterizado porque comprende las etapas de

proporcionar al menos un modelo de clasificación obtenido por un método de procesamiento de imágenes

digitales, en el que

o cada imagen digital se representa mediante un vector de parámetros cuyos elementos

comprenden:

un conjunto de parámetros de calidad de imagen, relativos a las características físicas y objetivas de la imagen, el conjunto comprendiendo al menos uno de:

resolución de muestreo,

profundidad de bit,

método de compresión,

ratio de compresión,

capacidad resolutiva mediante funciones de transferencia de contraste (MTF),

función de conversión opto-electrónica (OECF),

rango dinámico,

relación Señal/Ruido,

espectro de frecuencia de ruido,

aberraciones ópticas,

aberraciones cromáticas,

distorsiones ópticas,

error en la codificación de color,

uniformidad en el registro de intensidad de luz,

error de cuantización,

clipping,

compresión;

curvatura,

inclinación,

reflejos,

elementos ajenos,

dobleces,

fragmentación,

inversión,

giro,

suciedad,

y una etiqueta de valoración de imagen que define el grado de calidad de la imagen de entre una pluralidad de grados predefinidos

en donde el método de procesamiento selecciona para la realización del modelo al menos un parámetro de entre la lista de parámetros de calidad de imagen,

proveer al menos una imagen digital,

extraer de la imagen digital todos los parámetros de calidad de imagen seleccionados por el método de procesamiento de imágenes digitales proporcionado y

clasificar automáticamente la imagen provista, asignándole una etiqueta de valoración de imagen que define su grado de calidad, de acuerdo al modelo de clasificación y a los parámetros de calidad de imagen extraídos.

2 - Método de clasificación de imágenes digitales según la reivindicación 1 donde el modelo de clasificación es obtenido por un método de procesamiento de imágenes digitales que comprende las etapas de recibir al menos una imagen digital como un vector de parámetros de calidad de imagen, seleccionar al menos un parámetro de calidad de imagen relevante para cada imagen digital recibida, y elaborar un modelo de clasificación de Imágenes digitales utilizando todos los parámetros de calidad de imagen seleccionados y la etiqueta para cada imagen, para aprender el comportamiento de los parámetros y definir el grado de calidad de una imagen cualquiera, mediante una de las siguientes alternativas:

al menos un algoritmo de inteligencia artificial supervisado mediante algoritmos de inducción de

reglas,

redes de neuronas, máquinas vectoriales, o algoritmos genéticos.

3.- Método de clasificación según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque comprende una etapa de cálculo del acierto del método de clasificación mediante técnicas de validación y la observación de datos estadísticos.

4.- Método de clasificación según la reivindicación 3 caracterizado porque las técnicas de validación de la etapa del cálculo del acierto se realizan con un conjunto etiquetado de imágenes o validación cruzada.

5.- Método de clasificación según la reivindicación 3 ó 4 caracterizado porque estadísticos de la etapa del cálculo del acierto se realiza con una matriz de confusión.

la observación de datos

6.- Sistema de clasificación de imágenes digitales caracterizado porque comprende un sistema de procesamiento de imágenes digitales que comprende

un procesador (2) adaptado para procesar unas imágenes digitales de entrada y seleccionar unos parámetros de calidad de imagen, donde cada imagen digital se representa mediante un vector de parámetros cuyos elementos comprenden:

un conjunto de parámetros de calidad de imagen, y

una etiqueta de valoración de imagen que define el grado de calidad de la imagen,

un generador (3) de modelos adaptado para generar al menos un modelo de clasificación, el sistema de procesamiento de imágenes digitales estando adaptado para implementar las etapas de

recibir al menos una imagen digital como un vector de parámetros de calidad de imagen,

seleccionar al menos un parámetro de calidad de imagen del conjunto para cada imagen digital, y

elaborar un modelo de clasificación de imágenes digitales utilizando todos los parámetros de calidad de imagen seleccionados en el paso anterior y la etiqueta para cada imagen, para definir el grado de calidad de una imagen cualquiera,

y al menos un clasificador automático (4) adaptado para implementar las etapas de un método clasificación de imágenes digitales según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.

de

7. Sistema de clasificación de imágenes según la reivindicación 6 caracterizado porque el sistema de procesamiento de imágenes digitales está adaptado para elaborar el modelo de clasificación mediante al menos un algoritmo de inteligencia artificial supervisado.

8.- Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 6 o 7 cálculo de acierto (6).

caracterizado porque comprende medios de

9 - Programa de ordenador, caracterizado porque comprende medios de código de programa para realizar las etapas de un método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 cuando dicho programa funciona en un

ordenador.

- Programa de ordenador según la reivindicación 9, caracterizado porque está copiado en un medio legible por un ordenador.

11.- Soporte legible por un ordenador, caracterizado porque contiene un programa de ordenador que comprende medios de código de programa para realizar las etapas de un método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, cuando dicho programa funciona en un ordenador.

12.- Señal electrónica que contiene información caracterizada porque permite reconstruir un programa de ordenador según cualquiera de las reivindicaciones 9 o 10.