Procedimiento para la obtención de una imagen teledetectada a partir de fotografía.

La invención consiste en un procedimiento para obtener una imagen teledetectada a partir de una fotografía,

encuadrada principalmente en el sector técnico de la agricultura en su más amplia acepción, aunque también puede ser englobado en el sector químico y en el militar. La invención aporta como novedad un procedimiento, a partir de tratamiento de imágenes, gracias al cual podemos conseguir transformar una imagen fotográfica en imagen teledetectada. Entre los usos de la invención se encuentran tanto la toma de decisiones, en cualquier zonas agrarias y/o forestales, a la hora de instalar redes de drenajes, tratamientos contra malas hierbas, tratamientos contra plagas, abonar un cultivo o aportar nutrientes, como permite saber si un río o embalse se encuentra contaminado o no, así como conocer la dinámica del contaminante en el agua.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201300573.

Solicitante: UNIVERSIDAD DE SEVILLA.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: POZO MORALES,Laura, RAMÍREZ JUIDÍAS,Emilio, GALÁN ORTIZ,Laura.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G06K9/00 SECCION G — FISICA.G06 COMPUTO; CALCULO; CONTEO.G06K RECONOCIMIENTO DE DATOS; PRESENTACION DE DATOS; SOPORTES DE REGISTROS; MANIPULACION DE SOPORTES DE REGISTROS (impresión per se B41J, G01V). › Métodos o disposiciones para la lectura o el reconocimiento de caracteres impresos o escritos o el reconocimiento de formas, p. ej. de huellas dactilares (métodos y disposiciones para la lectura de grafos o para la conversión de patrones de parámetros mecánicos, p.e. la fuerza o la presencia, en señales eléctricas G06K 11/00; reconocimiento de la voz G10L 15/00).
  • G06T5/00 G06 […] › G06T TRATAMIENTO O GENERACION DE DATOS DE IMAGEN, EN GENERAL (especialmente adoptados para aplicaciones particulares, ver las subclases apropiadas, p. ej. G01C, G06K, G09G, H04N). › Perfeccionamiento o restauración de imagen, p. ej. desde un mapeado binario a un mapeado binario creando una imagen similar.
  • G06T5/10 G06T […] › G06T 5/00 Perfeccionamiento o restauración de imagen, p. ej. desde un mapeado binario a un mapeado binario creando una imagen similar. › utilizando el filtrado en el dominio no espacial.
  • G06T7/00 G06T […] › Análisis de imagen, p. ej. desde un mapeado binario para obtener un mapeado no binario.

PDF original: ES-2537783_A1.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la obtención de una imagen teledetectada a partir de fotografía.

Objeto de la invención 5

El objeto de la invención es un nuevo procedimiento para obtener una imagen teledetectada a partir de una fotografía, encuadrado principalmente en el sector técnico de la agricultura en su más amplia acepción, aunque también puede ser englobado en el sector químico y en el militar. La invención aporta como novedad un procedimiento, a 10 partir de tratamiento de imágenes, gracias al cual podemos conseguir transformar una imagen fotográfica en imagen teledetectada. Entre los usos de la invención se encuentran tanto la toma de decisiones, en cualquier zonas agrarias y/o forestales, a la hora de instalar redes de drenajes, tratamientos contra malas hierbas, tratamientos contra plagas, abonar un cultivo o aportar nutrientes, como permite saber si un río o embalse se 15 encuentra contaminado o no, así como conocer la dinámica del contaminante en el agua.

La invención se encuadra principalmente en el sector técnico de la agricultura en su más amplia acepción, aunque también puede ser englobado en el sector químico y en el militar. En lo que respecta al primero, podemos incluirlo dentro de la actividad producción 20 agraria, mientras que el segundo se centra en la dinámica de contaminantes en todo tipo de cursos de agua. El tercero queda contenido en el sector de actividad relativo a defensa.

Estado de la técnica 25

Según Ramírez Juidías, E. et al (2009) , tradicionalmente se ha dividido el análisis de imágenes satélite en dos fases diferenciadas, una visual y otra digital. A este respecto, una imagen satélite en bruto presenta un aspecto apagado, por lo que el análisis visual no resulta sencillo, cosa que si añadimos el coste de adquisición, se tiene como resultado 30 que el conjunto de técnicas desarrolladas para resaltar determinados aspectos de dicha imagen con el propósito de facilitar su análisis, a veces resulta de difícil utilización cuando se quiere usar en el desarrollo de proyectos de bajo o muy bajo costo.

Aunque el espectro electromagnético abarca un amplio número de regiones y el ojo 35 humano tiene una gran capacidad de discriminación de estos colores, podemos descomponer cualquier color en tres componentes, esto es, azul, rojo y verde, que casualmente se corresponden con sendas regiones del visible.

Actualmente, los dispositivos de visualización de imágenes combinan diferentes niveles 40 de intensidad de rojo, verde y azul con el fin de forman sus imágenes. Cada píxel en pantalla es representado por tres puntos de luz, denominados composición RGB. De manera similar, una imagen satélite tiene varias bandas, alguna de las cuales se corresponden con regiones del visible y, otras con regiones fuera del espectro visible.

Los sensores utilizados en teledetección están calibrados para recibir valores muy altos de radiación sin llegar a saturarse, por lo que lo normal es que todos los valores recibidos estén bastante por debajo de los máximos posibles. Esto da lugar a que las imágenes estén muy poco contratadas, siendo posible solucionarlo mediante expansión lineal, expansión lineal restringida o, una ecualización del histograma. 50

Cuando interesa detectar algún aspecto especifico de la superficie terrestre, es conveniente utilizar índices que utilicen algunas de las bandas, siendo los más comúnmente usados el índice de vegetación, la transformación tasseled cap y, el análisis de componentes principales, cada uno de los cuales suponen una transformación de las bandas. 5

Según cita Chivieco Salinero, E. (2008) en la página 59 de su libro, el creciente desarrollo que en los últimos años están teniendo los sensores de muy alta resolución espectral ha estimulado la creación de bibliotecas espectrales. Se trata de colecciones de firmas espectrales, tomadas con radiómetros de laboratorio en condiciones controladas, que 10 sirven de referencia para conocer el comportamiento tipo de una determinada cubierta. Estas bibliotecas se están utilizando para calibrar los valores de reflectividad estimados as partir de la imagen, facilitar el entrenamiento automático en la interpretación de cubiertas y servir como entrada para la extracción de modelos de mezclas espectrales.

En lo que a las patentes existentes se refiere, y en relación con la teledetección, se tiene que en la patente ES2303476 se propuso un procedimiento para la obtención automática de indicadores agronómicos y ambientales de plantaciones de árboles mediante teledetección. Por su parte en la patente WO2006024686 se planteó un procedimiento para la discriminación y cuantificación de olivar con cubiertas vegetales mediante 20 teledetección con sensores de alta resolución espacial.

La patente ES2122935 propone un procedimiento de detección y seguimiento de incendios por satélite, mientras la patente ES2311322 formula otro destinado a la discriminación y mapeo de los rodales de malas hierbas gramíneas en cultivos de 25 cereales mediante teledetección.

El documento patente ES2297612 realiza un refinamiento de la resolución espacial de datos multiespectrales de teledetección, mientras que ES2332567 postula un procedimiento automático para seccionar imágenes remotas y caracterizar indicadores 30 agronómicos y ambientales en las mismas.

En lo referente a patentes internacionales tenemos que la US7068816 consiste en un método para obtener información agraria a partir de imágenes teledetectadas obtenidas directamente de un sensor o plataforma, pero que no son obtenidas previa fotografía de 35 la zona en cuestión. La patente WO2008133790 postula un método para conseguir información, a partir también de imágenes ya teledetectadas directamente gracias a sensores o plataformas espaciales, georreferenciada de la imagen, como por ejemplo la salud de la vegetación.

El documento patente US8135178, que podría pensarse que se encuentra relacionado con el nuevo procedimiento que se pretende patentar, no tiene nada que ver con éste, ya que trata de un método de procesamiento y tratamiento de imágenes gracias al cual se pretende encontrar ciertos patrones de desarrollo en el campo de cultivo con el fin de focal izar la posible intervención al mismo, pero no realiza ningún tratamiento a dichas 45 imágenes necesario para obtener una imagen teledetectada a partir de fotografía a color. De forma similar podemos hablar sobre la patente EP1791090, sólo que en este caso se apoya en los SIG.

Otras patentes internacionales que utilizan directamente imágenes ya teledetectadas, o 50 filtradas, o con infrarrojo cercano incorporado para obtener diferentes resultados son WO9919824, CN101839979, WO2009086158, JP2006085517, US6567537, WO0008590 y WO2008051207, sin embargo ninguna de ellas realiza ningún tratamiento a dichas imágenes necesario para obtener una imagen teledetectada a partir de fotografía a color, la cual carece del infrarrojo cercano.

Por último, falta por hacer alusión a la patente JP2002117402, la cual realiza un tratamiento digital de la imagen basado en un procedimiento totalmente diferente al que se propone en éste nuevo procedimiento.

Tal y como puede observarse en la documentación que se cita, hasta ahora no se ha 10 planteado ningún procedimiento capaz de obtener imágenes teledetectadas a partir de fotografía a color (a partir de una cámara normal y corriente, sin el uso de ningún tipo de filtro incorporado en la propia cámara, y con ausencia del infrarrojo cercano}, por lo que el procedimiento que se propone es totalmente novedoso en ese sentido.

Bibliografía:

Anderson John. (20/05/2003) . US6567537.

Asner Gregor y , P. (02/05/2008) . WO2008051207. 20

Borg, E., Fichtelmann, B., Richter, R., Bachmann, M. (01/05/2008) . ES2297612.

Chuvieco Salinero, E. (2008) . Teledetección ambiental: la observación de la tierra desde el espacio. Editorial Ariel S.A. 25

Clare John, J., Russell David, P., Wolfe Chistopher, W. (06/11/2008) . WO2008133790.

Dickson Monte, A., Hendrickson Larr y , L. (22/04/1999) . WO9919824.

Dorado Gutiérrez, JM., Martín Rico, C., Gonzálo de Grado, J. (16/12/1998) . ES2122935.

García Torres, L., Peña Barragán, JM., López Granados, F., Jurado Expósito, M. (01/08/2008) . ES2303476.

García Torres, L., Peña Barragán, JM., Caballero Novelda, JJ., Jurado Expósito,

M., López Granados, F. (08/02/2010) . ES2332567.

Hendrickson Larr y , L., Clark Rendell, B. (13/03/2012) . US8135178. 40

Hendrickson Larr y , L., Dickson Monte, A., Han Shufeng. (17/02/2000) . WO0008590.

Kelle Olavi, Macom Eric, Pliszka Robert, Mathawan Neeraj. (09/07/2009) . WO2009086158.... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la obtención de una imagen teledetectada a partir de fotografía, caracterizado por emplearse cualquier tipo de cámara fotográfica, y que comprende las siguientes fases o etapas: 5

- Obtención de la fotografía de aquella zona de la que se pretende o se necesita tener una imagen teledetectada.

- Realización de un tratamiento de la imagen con el fin de pasarla a pancromático, 10 pero corrigiendo la tonalidad, saturación y la luminosidad de la imagen, obteniéndose como resultado una imagen aparentemente distorsionada donde resulta imposible diferenciar e identificar los objetos existentes en la fotografía.

- Realización posterior sobre la imagen distorsionada en blanco y negro, de un último 15 tratamiento digital consistente en identificar la coloración exacta de cada píxel en la escala pancromática, la cual se relaciona con la radiación emitida o reflejada (según se trate) por el objeto existente en la fotografía, dando como resultado una imagen en la que cada píxel identifica, con un color diferente, cada una de las partes del o de los objeto/s existentes en la fotografía a modo de firma espectral, gracias a la 20 aplicación de un filtro Gaussiano 3D.

- Calibración de la imagen obtenida mediante visita a campo.

2. Procedimiento para la obtención de una imagen teledetectada a partir de fotografía, 25 según reivindicación 1, caracterizado porque la fotografía realizada tiene que ser necesariamente a color.

3. Procedimiento para la obtención de una imagen teledetectada a partir de fotografía, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por tener, únicamente, dos tratamientos 30 digitales diferentes.

4. Procedimiento para la obtención de una imagen teledetectada a partir de fotografía, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la fotografía puede ser obtenida desde tierra por cualquier persona o, por medio de cámaras normales acopladas a 35 pequeños UAV dirigidos por radio control.

5. Procedimiento para la obtención de una imagen teledetectada a partir de fotografía, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por utilizar un filtro Gaussiano 3D.


 

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