Tutorial de clasificación de imágenes con QGis: 2.3- Los filtros espaciales

Los filtros espaciales representan otro método de tratamiento digital utilizado para el mejoramiento de imágenes. Estos filtros están diseñados para resaltar o eliminar características específicas de una imagen basándose en su frecuencia espacial. La frecuencia espacial se relaciona con el concepto de textura. Se refiere a la frecuencia de variación de los diferentes tonos que aparecen. en una imagen. Las regiones de una imagen donde la textura es »   rugosa   «son las regiones donde los cambios de tonos son abruptos; estas regiones tienen una frecuencia espacial alta.Las regiones “homogéneas” tienen una variación de tonos más gradual en varios píxeles; estas regiones tienen una frecuencia especial débil.  El método de filtrado espacial consiste en mover una «ventana»del tamaño de unos pocos píxeles (por ejemplo. 3 de 3, 5 de 5, etc.) encima de cada píxel de la imagen. Entonces aplicamos un tratamiento matemático utilizando los valores de los píxeles debajo de la ventana y reemplazamos el valor del píxel central por el resultado obtenido . La ventana es desplazada a lo largo de las columnas y líneas de la imagen , un píxel a la vez , repitiendo el cálculo hasta que toda la imagen haya sido filtrada.Modificando el calculo realizado dentro de la ventana, es posible mejorar o eliminar diferentes tipos de características presente en una imagen

Un filtro paso bajo es diseñado con el fin de poner en evidencia las regiones relativamente grandes y homogéneas con píxeles de intensidad similar.Este filtro reduce los detalles más pequeños de una imagen. Por lo tanto se usa para suavizar una imagen. Los filtros promedioy mediano son , a menudo, utilizados con imágenes de radar, son ejemplos de filtros paso bajo. Los filtros paso alto hacen lo contrario: son usados para resaltar pequeños detalles de una imagen. Un filtro paso alto puede ser definido, por ejemplo, aplicando en primer lugar un filtro paso bajo a una imagen y luego restar el resultado de la imagen original, produciendo una nueva imagen donde los detalles con frecuencia especial alta son resaltados.Los filtros direccionales o los filtros de detección de contornos son utilizados para mejorar las características lineales de una imagen, como carreteras o los límites de los campos. Estos filtros también pueden ser diseñados para mejorar las características con una cierta orientación en la imagen.

 La mejora de imágenes es básicamente un proceso que facilita la interpretación visual de una imagen. En ciertos casos (como en un filtrado paso bajo), el resultado puede parecer decepcionante pero permite,sin embargo, al intérprete discernir los elementos de baja frecuencia espacial entre el desorden de las altas frecuencias de la imagen .Las mejoras son, a menudo, aplicadas por razones específicas .Así,para una imagen dada, podrían tratarse de fuertes diferencias en el caso de aplicaciones distintas.

A diferencia de la mejora que hemos discutido , el filtrado se puede ejecutar de dos formas diferentes: modificando la visualización de la imagen. o modificando los valores de la propia imagen. Si usted decide aplicar definitivamente el filtrado para trabajar en la clasificación de la imagen modificada,  deberá crear una nueva imagen al final del proceso de filtrado .

Filtrado con QGis

Usted cuenta con una herramienta de procesamiento en la biblioteca SAGA GIS para realizar el filtrado de imágenes SAGA -> Filtro de raster-> Filtro simple :  

Los filtros disponible son de tres tipos principales:

Los filtros paso bajo (Smooth)

Los filtros de homogeinización (paso bajo) homegeinizan los datos  reduciendo las variaciones locales y eliminando el ruido. El filtro paso bajo calcula el valor promedio para cada píxel vecino . El efecto es que el promedio de los valores altos y bajos de cada vecino se reducirá, lo que reducirá los valores extremosde los datos.

Los filtros paso alto (Sharpen)

El filtro Nitidez (sharpening) acentúa la diferencia comparativa de los valores con sus vecinos.Un filtro paso alto calcula la estadística de la suma focal para cada celda dela entrada usando una vecindad ponderada del núcleo .Pone en evidencia los límites entre las características (por ejemplo, cuando una masa de agua se encuentra con el bosque), acentuando así los contornos entre los objetos . El filtro paso alto se denomina filtro de mejora de los contornos.El núcleo del filtro paso alto identifica las células a utilizar en la vecindad y suspesos.

Filtros de detección de borde (Edge)

El tercer tipo de filtros se refiere a la detección de bordes
de  objetos geográficos.

A continuación, un ejemplo de
la aplicación de cada uno de estos filtros en una imagen:

Imagen original sin filtrado

Imagen con filtrado de tipo “smooth”

Imagen con filtrado “sharpen”

Imagen con filtrado “Edges”

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