Cosa sono gli algoritmi di elaborazione delle immagini?

Gli algoritmi di elaborazione delle immagini fanno uso di algoritmi informatici per manipolare hardware e software per produrre un maggiore controllo sull'elaborazione delle immagini di quanto sia mai stato possibile con l'elaborazione di immagini analogiche. Sono scritti in diverse lingue e utilizzano algoritmi diversi a seconda del loro uso e scopo. L'elaborazione delle immagini copre non solo l'elaborazione delle immagini acquisite con una fotocamera digitale, quindi gli algoritmi in uso sono sviluppati per l'elaborazione di scansioni di risonanza magnetica (MRI) e tomografia computerizzata (CT), elaborazione di immagini satellitari, microscopia e analisi forense, robotica e altro ancora Gli algoritmi per l'elaborazione delle immagini rientrano in diverse categorie, come filtraggio, circonvoluzioni, operazioni morfologiche e rilevamento dei bordi. Queste funzioni hanno ampliato enormemente l'elaborazione delle immagini dagli anni '80 in quanto la proliferazione dell'hardware del computer è diventata possibile perché l'hardware è diventato più conveniente per l'azienda o la famiglia media.

Nel funzionamento della fotocamera digitale personale e professionale, sofisticati algoritmi compensano ciò che manca all'immagine catturata mediante l'interpolazione del colore. Questo viene fatto esaminando i pixel adiacenti e quelli più indietro nell'immagine per evitare che la falsa colorazione, nota come aliasing del colore, appaia nell'immagine, il che provoca un degrado dalla realtà dell'immagine fotografata. L'elaborazione digitale della fotografia consente di ridurre il rumore e le distorsioni del segnale sulle immagini digitali e gli algoritmi possono elaborare immagini bidimensionali, tridimensionali e quadridimensionali in formati che possono essere facilmente memorizzati e manipolati.

Gli algoritmi di riconoscimento ottico dei caratteri vengono utilizzati dai team di sorveglianza e dalle forze dell'ordine per leggere le targhe dei sistemi di telecamere a circuito chiuso o delle telecamere montate su strada. Questi algoritmi devono essere abbastanza intricati da apportare modifiche alla velocità del veicolo da inseguire, alle condizioni meteorologiche e agli angoli di vista per rendere facilmente leggibili i caratteri della targa. Gli algoritmi di elaborazione delle immagini vengono utilizzati anche nello sviluppo di reti neurali e wavelet utilizzando algoritmi di riconoscimento ottico dei caratteri utilizzati nel software di riconoscimento della grafia. Questi algoritmi di riconoscimento delle immagini interpretano note scritte a mano, diagrammi, fotografie ed equazioni e le trasformano in traduzioni contestuali per la memorizzazione e la trasmissione tra vari dispositivi hardware.

In medicina, gli algoritmi di elaborazione delle immagini hanno continuato a essere perfezionati e ampliati per utilizzare algoritmi lineari e curve insieme a formulazioni di trasformazione a distanza per ottenere maggiori dettagli, insieme a correzioni geometriche per fornire immagini di scansione fedeli da tomografia a positroni e risonanza magnetica. In medicina legale e microscopica, algoritmi di deconvoluzione semplici e complessi hanno consentito ai microscopisti di ridurre la sfocatura e eseguire una fedele risoluzione dell'immagine. Nella mammografia digitale, diversi algoritmi di elaborazione delle immagini vengono utilizzati in combinazione per fornire un quadro chiaro di ciascuna lesione, i bordi e la densità della lesione e per definire più chiaramente qualsiasi tumore evidente. Queste applicazioni mediche hanno continuato a essere sviluppate, ma stanno fornendo immagini sempre più vere per le informazioni di diagnosi e prognosi di cui la comunità medica ha bisogno.