En óptica y procesamiento de señales , la codificación de frente de onda se refiere al uso de un elemento modulador de fase junto con la deconvolución para ampliar la profundidad de campo de un sistema de imágenes digitales, como una cámara de vídeo.
La codificación de frente de onda entra dentro de la amplia categoría de fotografía computacional como técnica para mejorar la profundidad de campo.
Codificación
El frente de onda de una onda de luz que pasa a través del sistema de cámara se modula utilizando elementos ópticos que introducen una longitud de trayectoria óptica que varía espacialmente. Los elementos moduladores deben colocarse en el plano de la abertura o pupila o cerca de él, de modo que se introduzca la misma modulación para todos los ángulos de campo a lo largo del campo de visión. Esta modulación corresponde a un cambio en el argumento complejo de la función de la pupila de un dispositivo de obtención de imágenes de este tipo, y puede diseñarse con diferentes objetivos en mente: por ejemplo, ampliar la profundidad de foco.
Máscara de fase lineal
La codificación de frente de onda con máscaras de fase lineal funciona creando una función de transferencia óptica que codifica la información de distancia. [1]
Máscara de fase cúbica
La codificación de frente de onda con máscaras de fase cúbicas funciona para desenfocar la imagen de manera uniforme utilizando una placa de onda con forma cúbica de modo que la imagen intermedia, la función de transferencia óptica, esté desenfocada en una cantidad constante. Luego, el procesamiento de imágenes digitales elimina el desenfoque e introduce ruido según las características físicas del procesador. Se sacrifica el rango dinámico para extender la profundidad de campo según el tipo de filtro utilizado. También puede corregir la aberración óptica . [2]
La máscara se desarrolló utilizando la función de ambigüedad y el método de fase estacionaria.
Historia
La técnica fue desarrollada por primera vez por el ingeniero de radar Edward Dowski y su asesor de tesis Thomas Cathey en la Universidad de Colorado en los Estados Unidos en la década de 1990. La Universidad presentó una patente sobre la invención. [3] Cathey, Dowski y Merc Mercure fundaron una empresa para comercializar el método llamada CDM-Optics y obtuvieron la licencia de la invención de la Universidad. La empresa fue adquirida en 2005 por OmniVision Technologies , que ha lanzado chips de cámara móvil basados en codificación de frente de onda como sensores TrueFocus.
Los sensores TrueFocus pueden simular tecnologías de enfoque automático más antiguas que utilizan telémetros y profundidades de campo estrechas. [4] De hecho, la tecnología permite, en teoría, cualquier cantidad de combinaciones de puntos focales por píxel para lograr un efecto. Es la única tecnología que no se limita a EDoF (profundidad de campo extendida).
Referencias
- ^ Patente de EE. UU. 7218448 - Sistemas ópticos de profundidad de campo extendida
- ^ Profundidad de campo extendida mediante codificación de frente de onda
- ^ "Sistemas ópticos de profundidad de campo extendida".
- ^ Sensor de imagen de profundidad de campo de múltiples matrices
Enlaces externos
- La codificación por frente de onda se utiliza cada vez más (Laser Focus World)