Matrices: un modelo para las fotografías digitales

Abstract

[EN] In this work we emphasize the relationship between two -apparently very different- disciplines: digital photography and mathematics. In fact, digital images -that everybody handles nowadays- are mathematically modeled by matrices. Moreover, all the manipulations over digital pictures can be expressed by means of matricial operations. In particular, here we set a problem of compression of digital images, based in the SVD (singular value decomposition), a concept learnt by the students of Linear Algebra courses. In this way, the students discover, by themselves, some important issues that teachers want to transmit to them: on one hand, that the theoretical concepts of Linear Algebra are directly applied to the technology that surrounds them everyday in our digital world; on the other hand, how mathematical modelization provides a powerful tool for the resolution of real practical problems.

[ES] En este trabajo se resalta la relación que existe entre dos disciplinas, aparentemente muy distintas: la fotografía digital y las matemáticas. En efecto, las imágenes digitales -que todos manejamos hoy en día- se modelizan matemáticamente como matrices. Más aún, todas las manipulaciones sobre fotografías digitales se expresan mediante operaciones matriciales. En concreto, aquí se plantea un problema de compresión de imágenes digitales, basado en la DVS (descomposición en valores singulares) que los alumnos aprenden en clase de Álgebra Lineal. De esta forma, los alumnos descubren por sí mismos algunas realidades importantes que los docentes queremos transmitirles: en primer lugar, que los conocimientos teóricos adquiridos en Álgebra Lineal tienen una aplicación directa a la tecnología que les rodea diariamente en este mundo digital; y en segundo lugar, cómo la modelización matemática es una poderosa herramienta para resolver problemas prácticos reales.