Histograma

En el ámbito de la visión artificial, el término histograma se refiere a un conjunto de píxeles — cantidad de píxeles y sus correspondientes valores en escala de grises — dentro de una región de interés (RDI). Las funciones de la herramienta Histogram de In-Sight se utilizan para contar los píxeles con fines de análisis estadístico y de clasificación de características.

¿Qué es un histograma?

La herramienta Histogram de In-Sight realiza análisis histogramáticos para los que examina una RDI, clasifica los distintos píxeles de la RDI según su valor en escala de grises y, a continuación, los amontona en "cajones" (intervalos) según el valor en escala de grises que tienen. En una imagen en escala de grises de 8 bits, hay 256 cajones basados en el número de valores posibles en la escala de grises (0 a 255). Cada cajón contiene el número de píxeles que se han encontrado con el valor correspondiente al número de índice del cajón. Por ejemplo, si una imagen tiene 46 píxeles con un valor en escala de grises de 33, el cajón 33 del histograma de esa región contendrá 46 unidades. Además, la suma de las unidades contenidas en todos los cajones del histograma es siempre igual al tamaño en píxeles de la región de la que se extrajo el histograma.

La siguiente imagen es un ejemplo de gráfico de lo que proporciona la función ExtractHistogram. El gráfico de histograma presenta los valores en escala de grises de los píxeles en una ventana acoplable:

• El eje X del gráfico representa la gama total de valores de la escala de grises (0 a 255).
• El eje Y del gráfico representa el número de píxeles que tienen un determinado valor en escala de grises, escogiéndose la escala de este eje según el número máximo de píxeles que hay para un valor en la escala de grises.
• La línea vertical de color verde indica el umbral.

¿Cuándo se utilizan las herramientas de histograma?

Los histogramas son importantes porque constituyen una representación compacta de los datos de los píxeles en la imagen independientemente de su posición en ella, es decir, las funciones de histograma devuelven únicamente información relacionada con el número de píxeles en la RDI y sus correspondientes valores en escala de grises (o de color). Esto significa que todos los análisis estadísticos independientes de la posición que se realizan con imágenes en escala de grises pueden calcularse directamente a partir de un histograma.

Las herramientas de histograma son útiles en el examen de imágenes con fines específicos como detectar la presencia/ausencia de una determinada característica, comprobar valores de iluminación o calificar la uniformidad de valores en escala de grises para determinar si hay arañazos, polvo o residuos.

¿Cómo se utilizan las herramientas de histograma?

Las herramientas de histograma se utilizan generalmente de la manera siguiente:

• Paso 1 - Se inserta la función ExtractHistogram en la hoja de cálculo y se configuran los parámetros correspondientes para definir el área de la imagen a someter al análisis histogramático.
• Paso 2 - A continuación, se determinan el primer y el último cajón no vacíos utilizando las funciones HistHead e HistTail, respectivamente. Las salidas de las funciones HistHead y HistTail se utilizarán para establecer el dominio en el que otras funciones de histograma deberán realizar su análisis, evitándose de esta forma el análisis en cajones que no contienen píxeles.
• Paso 3 - Finalmente, se determinan el valle y el pico entre el primer y el último cajón no vacíos utilizando las funciones HistMin y HistMax, respectivamente. Se puede realizar también otros análisis adicionales utilizando otras herramientas de histograma (y los datos de salida proporcionados por las funciones HistHead y HistTail para establecer el dominio a explorar).