Los investigadores han desarrollado una forma de capturar objetos en movimiento con el método de imagen no convencional conocido como imagen fantasma. El nuevo método podría hacer que la técnica de imagen sea práctica para nuevas aplicaciones, como imágenes biomédicas, controles de seguridad y compresión y almacenamiento de video.

La imagen fantasma viene con una serie de ventajas, una de las cuales es que permite formar una imagen iluminando el objeto con niveles de luz más bajos que los enfoques de imagen tradicionales. Sin embargo, las imágenes fantasma se han limitado a objetos estacionarios porque lleva mucho tiempo proyectar la secuencia de patrones de luz sobre el objeto que es necesario para reconstruir una imagen. Esto hace que las imágenes de un objeto en movimiento aparezcan borrosas.

En la revista The Optical Society (OSA) Cartas ópticas, investigadores de la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa en China describen cómo pudieron combinar información en las imágenes borrosas con detalles sobre la ubicación del objeto para crear imágenes de alta calidad de objetos en movimiento con imágenes fantasma.

"Nuestro trabajo muestra que las imágenes borrosas contienen información útil", dijo el líder del equipo de investigación Wei-Tao Liu. "Con mejoras adicionales, este enfoque podría hacer que la imagen fantasma sea útil para aplicaciones como la imagen biomédica de seres humanos. Si se usa con rayos X, por ejemplo, podría ayudar a reducir la dosis de radiación necesaria para la imagen".

Creando una imagen clara

La técnica de imagen fantasma forma una imagen al correlacionar un haz que interactúa con el objeto y un haz de referencia que no lo hace. Individualmente, los haces no llevan ninguna información significativa sobre el objeto. La técnica de imagen funciona con luz visible, rayos X y otras partes del espectro electromagnético y, cuando los haces de luz estructurados se generan computacionalmente con moduladores de luz espacial, se puede realizar con un detector de un solo píxel de bajo costo en lugar de un complejo, cámara cara

Para aplicar imágenes fantasmas a objetos en movimiento, el nuevo método utiliza una pequeña cantidad de patrones de luz para capturar la posición y la trayectoria del objeto. Los investigadores desarrollaron un algoritmo para correlacionar de forma cruzada esta información posicional con imágenes borrosas capturadas en diferentes posiciones, lo que permite que se forme gradualmente una imagen clara.

"Este enfoque relaja el requisito de imágenes rápidas y, dado que el algoritmo es lineal, no requiere una gran cantidad de potencia informática", explicó Liu. "El método se puede realizar con un sistema típico de imágenes fantasma sin ningún dispositivo adicional y permite que la imagen se reconstruya de manera oportuna".

La configuración estándar captura nueva información

Los investigadores demostraron su nuevo método utilizando un sistema típico de imágenes fantasma, en el que un campo de luz aleatorio generado por un difusor giratorio se dividió en dos haces. Un haz fue grabado por una cámara CCD, mientras que el otro iluminó un objeto en movimiento que los investigadores crearon usando un dispositivo de microespejo digital. La luz proveniente del objeto en movimiento fue recogida por un detector de un solo píxel.

"Demostramos que nuestro método capturó la trayectoria de la imagen y formó una imagen de alta calidad", dijo Liu. "Con estas mismas condiciones experimentales, los enfoques tradicionales de imágenes fantasmas habrían perdido la mayor parte de la información del objeto debido al desenfoque del movimiento".

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por La sociedad óptica. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.

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