Formacion de la imagen digital
Tipos de tratamiento digital de imágenes
Presentamos un análisis detallado de la formación de imágenes en la holografía digital de Fresnel. El modelado matemático se desarrolla sobre la base de la óptica de Fourier, haciendo posible la comprensión de las diferentes influencias de cada uno de los efectos físicos invocados en la holografía digital. En particular, se demuestra que la resolución espacial en el plano reconstruido puede escribirse como un producto de convolución de funciones que describen estas influencias. El análisis conduce a una investigación exhaustiva del efecto de la anchura del sensor, la superficie de los píxeles, el enfoque numérico y las aberraciones de la onda de referencia, así como a una formulación explícita del teorema de Shannon para la holografía digital. Las ilustraciones experimentales confirman el análisis teórico propuesto.
Cómo convertir una imagen analógica en digital
El procesamiento de señales es una disciplina de la ingeniería eléctrica y de las matemáticas que se ocupa del análisis y el procesamiento de señales analógicas y digitales, y se ocupa del almacenamiento, el filtrado y otras operaciones con las señales. Estas señales incluyen señales de transmisión, señales de sonido o voz, señales de imagen y otras señales, etc.
De todas estas señales, el campo que se ocupa del tipo de señales cuya entrada es una imagen y la salida también es una imagen es el procesamiento de imágenes. Como su nombre indica, se ocupa del procesamiento de imágenes.
El procesamiento de imágenes analógicas se realiza sobre señales analógicas. Incluye el procesamiento de señales analógicas bidimensionales. En este tipo de procesamiento, las imágenes se manipulan por medios eléctricos variando la señal eléctrica. El ejemplo más común es la imagen de televisión.
La figura anterior es un ejemplo de imagen digital que usted está viendo ahora en la pantalla de su ordenador. Pero en realidad, esta imagen no es más que una matriz bidimensional de números que oscilan entre 0 y 255.
Ejemplo de imagen digital
El estudio de la formación de imágenes abarca los procesos radiométricos y geométricos por los que se forman las imágenes 2D de objetos 3D. En el caso de las imágenes digitales, el proceso de formación de imágenes también incluye la conversión analógica a digital y el muestreo.
El proceso de formación de imágenes es un mapeo de un objeto a un plano de imagen. Cada punto de la imagen corresponde a un punto del objeto. Un objeto iluminado dispersará la luz hacia una lente y ésta recogerá y enfocará la luz para crear la imagen. La relación entre la altura de la imagen y la altura del objeto es el aumento. La extensión espacial de la superficie de la imagen y la distancia focal del objetivo determinan el campo de visión del mismo. La formación de la imagen de los espejos estos tienen un centro de curvatura y su distancia focal del espejo es la mitad del centro de curvatura.
Un objeto puede ser iluminado por la luz de una fuente emisora como el sol, una bombilla o un diodo emisor de luz. La luz que incide sobre el objeto se refleja de una manera que depende de las propiedades de la superficie del objeto. En el caso de las superficies rugosas, la luz reflejada se dispersa de una manera descrita por la función de distribución de reflectancia bidireccional (BRDF) de la superficie. La BRDF de una superficie es la relación entre la potencia de salida por metro cuadrado por estereorradián (radiancia) y la potencia de incidencia por metro cuadrado (irradiancia)[1] La BRDF suele variar con el ángulo y puede variar con la longitud de onda, pero un caso específico importante es una superficie que tiene una BRDF constante. Este tipo de superficie se denomina lambertiana y la magnitud de la BRDF es R/π, donde R es la reflectividad de la superficie. La parte de la luz dispersa que se propaga hacia la lente es recogida por la pupila de entrada de la lente de imagen en el campo de visión.
Imagen analógica e imagen digital
Hoy en día, crear una imagen digital es tan sencillo que, cuando cogemos la cámara y pulsamos el botón, no pensamos en el proceso que acabamos de poner en marcha. La cadena de acontecimientos que se produce para crear la fotografía se denomina cadena de imágenes. A los científicos e ingenieros que diseñan las cámaras digitales les encanta profundizar en la física y las matemáticas de la cadena de imagen, pero hablar de la cadena de imagen con personas no muy versadas en este lenguaje suele producir una mirada perdida o un bostezo.
Este libro analiza los conceptos utilizados para diseñar cámaras digitales para las personas que no quieren cegarse con ecuaciones ni aburrirse con el lenguaje de los frikis. Ayudará a las personas que trabajan con diseñadores de cámaras y quieren saber, pero a veces tienen miedo de preguntar, por qué siguen balbuceando sobre una «MTF» o algún otro acrónimo misterioso. Si alguna vez se ha preguntado por qué los trajes de rayas se vuelven psicodélicos en la televisión o por qué aparecen cruces en las fotos de las estrellas, la cadena de imágenes le dará las respuestas, y este libro es para usted.
