En todas las imágenes mostradas hasta el momento es posible apreciar un alto nivel de ruido speckle, el cual se encuentra sobre toda la superficie de la imagen reconstruid
haz de referencia sin la incidencia del haz del objeto nos encontraríamos con un patrón predominante de speckle aleatorio causado por la incidencia del haz sobre el CCD. Así la misma superficie de este elemento actúa como generador
información. La eliminación de este solo queda acotada a aplicación de técnicas equivalentes a la eliminación de ruido blanco en la teoría de la comunicación. El efecto de este ruido puede
distinguirse claramente en la figura
holograma, la existencia de esta forma de perturbación genera valores de intensidad por encima y por debajo del valor medio de la intensidad correspondiente a la información (dado).
(a)
Así y como se lo muestra en las figura 4-9, un método para la eliminación de los términos de orden superior es reducir el nivel de contraste de la imagen resultante. Sin embargo, esto también produce la reducción del término de primer orden.
Superposición de la imagen real y virtual
Un segundo inconveniente derivado de la aplicación de esquema óptico es la coexistencia de la imagen real y virtual sobre el mismo plano como caso particular del punto anterior. Esto produce tren en foco durante la reproducción. En el esquema en línea de Gabor, con ángulo cero entre el haz de referencia y el del objeto la imagen virtual normalmente se encuentra fuera del plano focal y por lo tanto solo se visualiza como una sombra más o menos
posición contrapuesta a la imagen real.
-3 puede verse claramente la formación de ambas imágenes. La consecuencia indeseada, es la posibilidad de superposición entre ellas, tal como se muestra en la Operando como se describió anteriormente es posible reubicar el objeto de tal manera que su imagen real se ubique en el segundo cuadrante, alejada del término de continua y del armónico de segundo orden. Así el holograma de la figura 4-11 (a), puede ser capturado corrigiendo la posición del objeto de manera que la imagen resulte en la posición del holograma de la figura 4
en el segundo cuadrante solo se observa la imagen real.
Lograda la separación de las imágenes es posible realizar el recorte de la matriz resultante mediante un algoritmo de procesamiento tal como lo sugieren diferentes autores [Schnars,
4].
imagen real y virtual en un holograma en línea de Gabor. (b) Recorte del cuadrante correspondiente a la imagen real de un holograma en el cual se calculó la posición deseada de la imagen mediante las ecuaciones 4-3. Posteriormente se procedió con la selec
En todas las imágenes mostradas hasta el momento es posible apreciar un alto nivel de ruido speckle, el cual se encuentra sobre toda la superficie de la imagen reconstruid
haz de referencia sin la incidencia del haz del objeto nos encontraríamos con un patrón predominante de speckle aleatorio causado por la incidencia del haz sobre el CCD. Así la misma superficie de este elemento actúa como generador de ruido speckle predominando
información. La eliminación de este solo queda acotada a aplicación de técnicas equivalentes a la eliminación de ruido blanco en la teoría de la comunicación. El efecto de este ruido puede la figura 4-10 correspondiente al perfilado de la imagen de un holograma, la existencia de esta forma de perturbación genera valores de intensidad por encima y por debajo del valor medio de la intensidad correspondiente a la información (dado).
(b)
9, un método para la eliminación de los términos de orden superior es reducir el nivel de contraste de la imagen resultante. Sin embargo, esto también produce
Un segundo inconveniente derivado de la aplicación de esquema óptico es la coexistencia de la imagen real y virtual sobre el mismo plano como caso particular del punto anterior. Esto produce tren en foco durante la reproducción. En el esquema en línea de Gabor, con ángulo cero entre el haz de referencia y el del objeto la imagen virtual normalmente se encuentra fuera del plano focal y por lo tanto solo se visualiza como una sombra más o menos difusa en
3 puede verse claramente la formación de ambas imágenes. La consecuencia indeseada, es la posibilidad de superposición entre ellas, tal como se muestra en la Operando como se describió anteriormente es posible reubicar el objeto de tal manera que su imagen real se ubique en el segundo cuadrante, alejada del término de continua y del armónico de capturado corrigiendo la posición del objeto de manera que la imagen resulte en la posición del holograma de la figura 4-7 (a), donde
ecorte de la matriz resultante mediante un algoritmo de procesamiento tal como lo sugieren diferentes autores [Schnars, 2005]
imagen real y virtual en un holograma en línea de Gabor. (b) Recorte del cuadrante correspondiente a la imagen 3. Posteriormente se procedió con la selección
En todas las imágenes mostradas hasta el momento es posible apreciar un alto nivel de ruido speckle, el cual se encuentra sobre toda la superficie de la imagen reconstruida. Si solo se tomara el
haz de referencia sin la incidencia del haz del objeto nos encontraríamos con un patrón predominante de speckle aleatorio causado por la incidencia del haz sobre el CCD. Así la misma predominando sobre la
información. La eliminación de este solo queda acotada a aplicación de técnicas equivalentes a la eliminación de ruido blanco en la teoría de la comunicación. El efecto de este ruido puede correspondiente al perfilado de la imagen de un holograma, la existencia de esta forma de perturbación genera valores de intensidad por encima y por debajo del valor medio de la intensidad correspondiente a la información (dado).
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3.
Mejoramiento de la imagen de amplitud.
Implementación de filtros digitales para el mejoramiento de la imagen de amplitud.
Las técnicas de procesamiento digital de imágenes permiten mejorar la calidad de una imagen a partir de la implementación de diferentes tipos de filtros. Básicamente los filtros son algoritmos que buscan suavizar los cambios abruptos de intensidad entre pixeles. Así un filtro realizará una operación matemática relacionando un píxel particular con aquellos que los circunscriben. Una expresión matemática general puede ser enunciada a partir de la ecuación 4-4.
, = 1 _ ¤ ¤ + â, + # ª/ ãª/
Donde r representa la denominada región que resulta ser la zona afectada por la aplicación del filtro. Si r es 3 entonces la zona afectada será la de los 8 píxeles que rodean al píxel sobre el que se aplica el filtro.
La matriz resultante bien puede ser definida en forma de tabla tal como se muestra en el ejemplo anterior. No todos los filtros contemplan linealidad entre los pixeles o una distribución cuadrada de la región. Es posible asignar diferentes tipos de pesos a cada píxel o bien regiones de diferentes morfologías. Sin embargo siempre resulta más simple la implementación de filtros de región cuadrada o rectangular.
La operación de los filtros puede ser sintetizada de la siguiente manera:
El origen de la matriz de coeficientes de filtro es colocado en el píxel (x,y) de la imagen original I. Los coeficientes del filtro H(i,j) son multiplicados por los correspondientes píxeles de la imagen obteniéndose así 9 diferentes productos. Todos los productos son sumados y el resultado es colocado en la posición (x,y) de la imagen resultado I’. [Cuevas, 2010]
Las imágenes holográficas representan un verdadero desafío a la hora de mejorar la calidad final de la imagen. Múltiples problemas afectan a esta. En primer lugar nos encontramos con el speckle, que afecta la totalidad de la imagen tanto durante su construcción como su reconstrucción. Además, nos encontramos con el término de continua y la existencia de los armónicos espaciales, los cuales pueden superponerse generando una verdadera confusión. Finalmente, el perfil del haz de referencia que termina afectando la uniformidad en la intensidad de la imagen.
Los ensayos mostrados en el Capítulo III se realizaron mediante la aplicación de HI de manera que la imagen sobre la que se trabajaba correspondía a una imagen obtenida mediante la digitalización del holograma fotográfico. Para esto se tomaba una fotografía (película o digital) y se la procesaba en el ordenador. El primer paso consistía en la transformación de una imagen RGB en una de tonos de grises de máxima definición. Posteriormente se aplicaban toda una serie de filtros
“empaquetados” mediante programas de tratamiento de imágenes tales como el Corel Photopaint®.
Lógicamente que los filtros aplicados no tenían una definición precisa y simplemente se buscaba transformar la imagen de manera que se maximizara la definición de las franjas o bien del objeto.
I(x-1,y-1) I(x,y-1) I(x+1,y-1)
I(x,y-1) I(x,y) I(x+1,y)
I(x-1,y+1) I(x,y+1) I(x+1,y+1)
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En holografía digital se captura el holograma directamente sobre el CCD, lo que permite trabajar con una imagen de interferencia digitalizada. A partir de esto, es posible aplicar filtros en diferentes etapas del procesamiento. Por ejemplo, antes o después de realizar la transformada de Fourier. Una segunda diferencia radica en que el filtrado se realiza durante el procesamiento de la imagen por lo cual siempre queda abierta una instancia superior que es la de repetir la metodología aplicada en holografía convencional a las imágenes finales de holografía digital, tema tratado en el último punto.
En este apartado se documentan los resultados de la aplicación de diferentes tipos de filtros
existentes en Matlab®, siendo el objetivo final integrarlos dentro del algoritmo de reconstrucción de
la imagen. Inicialmente se busca lograr una mejor definición de la imagen de amplitud.