Título

Análisis espectral de imágenes multicanal basado en transformaciones reticulares matriciales

Autor

JUAN CARLOS VALDIVIEZO NAVARRO

Colaborador

GONZALO JORGE URCID SERRANO (Asesor de tesis)

Nivel de Acceso

Acceso Abierto

Resumen o descripción

Image spectrometers, instruments that simultaneously register the spatial and spectral information

of an area under study, have given solution to problems related with the deification

of materials comprising a scene. However, one of the fundamental problems in the analysis of

spectral images are that many spectral pixels are conformed by spectral mixtures of deferent

materials. This research work is oriented toward the autonomous determination of constituent

materials of a scene from spectral images acquired at deferent wavelength intervals. Assuming

the spectrum collected at each image pixel is a linear combination of constituent materials

spectra, the objective is to determine a set of pixels with the spectrum of one material that can

be used to represent the mixtures. Geometrically, the spectral mixtures can be represented as

a convex set whose vertices correspond to those pixels with the spectrum of one material, while

any other pixel will be represented by the combination of pure pixels at deferent proportions.

The scaled column vectors of lattice transform Wxx and Mxx allow to extract the vertices

of a minimum convex set enclosing most of the spectral pixels belonging to a multichannel

image, which are associated with the constituent materials spectra. In fact, once these vertices

have been determined, it is possible to quantify the spectral mixtures at each image pixel. This

study begins with the use of lattice transforms for the autonomous segmentation of satured

colors from color images. After, we extend the proposed technique for the analysis of multispectral

and hyperspectral images. In the multispectral case, we present results of pigments

deification from the multispectral collection of the Archimedes Palimpsest. In the second

case we present results in the determination of natural resources from two hyperspectral scenes

registered by a remote sensor.

El uso de espectrómetros de imagen, los cuales registran simultáneamente la información espacial

y espectral de una zona, ha ayudado en la solución de problemas relacionados con la

identificación de los materiales que conforman la escena. Uno de los problemas fundamentales

en el análisis de imágenes espectrales es que muchos de sus pixeles contienen una mezcla

de espectros de diversos materiales. El presente trabajo de investigación está orientado a la

determinación autónoma de los materiales que conforman una escena, a partir de imágenes

adquiridas en distintas porciones del espectro electromagnético. Para ello se considera que el

espectro captado en cada pixel de la imagen es una combinación lineal de espectros de los

materiales constituyentes de la escena. Geométricamente estas mezclas se pueden representar

como un conjunto convexo en donde los vértices corresponden a los pixeles con el espectro de

un único material, mientras que cualquier otro pixel estará representado por la combinación de

estos pixeles puros en distintas proporciones. Las columnas escaladas de las transformaciones

reticulares matriciales WXX y MXX permiten determinar los vértices de un conjunto convexo

mínimo que encierra a los pixeles de una imagen multicanal. A su vez, estos vértices están

asociados a los espectros de los materiales constituyentes. Una vez que se han determinado los

pixeles espectrales más puros se pueden cuantificar las mezclas en cada pixel de la imagen. El

presente estudio se inicia aplicando el método propuesto para la segmentación de colores saturados

en imágenes de tres canales. Posteriormente trasladamos la técnica al caso de imágenes

multiespectrales e hiperespectrales. En el primer caso se presentan resultados en la separación

de pigmentos a partir de los datos multiespectrales del palimpsesto de Arquímedes. En el segundo

caso se presentan resultados en la determinación de los recursos naturales a partir de

dos escenas cuyas imágenes fueron registradas por un sensor remoto.

Editor

Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica

Fecha de publicación

diciembre de 2011

Tipo de publicación

Tesis de doctorado

Versión de la publicación

Versión aceptada

Formato

application/pdf

Idioma

Español

Audiencia

Estudiantes

Investigadores

Público en general

Sugerencia de citación

Valdiviezo-Navarro J.C.

Repositorio Orígen

Repositorio Institucional del INAOE

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936

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