Investigadores de imagen computacional de la Universidad de Toronto captaron una señal diferente a lo convencional con una singular cámara. Mientras estaban llevando a cabo experimentos en el laboratorio con la cámara, un diodo de avalancha monofotónica (SPAD), el Toronto Computational Imaging Group pudo detectar un parpadeo sin explicación alguna de 80 kilohercios (kHz).
La adquisición extrema de datos ilumina nuevas aplicaciones de visión por ordenador
Gracias a un poderoso sensor de imagen de funcionamiento libre, identificaron cada fotón individual conforme iban llegando de diversas fuentes de luz y registraron su tiempo de llegada preciso, hasta una diminuta trillonésima de segundo. Después de detectar la amplitud de información que llegaban a cada píxel, el equipo se apoyó de un algoritmo que les permitió desarrollar vídeos que reconstruían la luz en cualquier momento en un rango extremo, desde segundos a picosegundos.
«Puedes hacer zoom en el lapso de tiempo necesario que quieras y reproducir un vídeo: 30 fotogramas por segundo, mil, un millón, mil millones», explica Kyros Kutulakos, experto reconocido de Informática de la Universidad de Toronto. «No tienes que saber de antemano la escala de tiempo a la que quieres observar un fenómeno».
En el pasado, los investigadores tenían la posibilidad de captar la luz que se propagaba por una escena a lo largo de unos pocos nanosegundos, pero era mucho más complicado poder captar imágenes simultáneas de sucesos que son tan sorprendentemente veloces y lentos.
Las tecnologías existentes están especializadas en determinados regímenes temporales, explica el profesor adjunto David Lindell, colega de Kutulakos. Hoy en día, las cámaras de alta velocidad tradicionales pueden alcanzar velocidades de hasta un millón de fotogramas por segundo -lo suficiente para captar por ejemplo una bala a toda velocidad-, pero para poder detectar miles de millones o billones de fotogramas por segundo se requiere de cámaras mucho más especializadas que no puedan captar acontecimientos que se prolonguen por más de un microsegundo aproximadamente.
Con un sensor de imagen de funcionamiento libre, se identifica cada fotón individual de diferentes fuentes de luz y se identifica el tiempo exacto de llegada. (Crédito del vídeo: Universidad de Toronto)
El equipo de la Universidad de Toronto utilizó MATLAB® para adquirir los datos de las marcas de tiempo de cada fotón y controlar los componentes móviles en sus montajes para su técnica de imagen, que el grupo bautizó como un «microscopio para el tiempo».
El SPAD de un solo píxel tiene un cabezal de detección de 60 milímetros por 60 milímetros con un diminuto sensor en el centro. Cuando el SPAD detectó una extraña señal de 80 kHz, al comienzo los científicos se preguntaron si por casualidad se habían encontrado con algún artefacto. Pero después de una detallada y más minuciosa comparación, pudieron descubrir el origen.
«Resulta que en el laboratorio tenemos LED T8 que sustituyen a las bombillas fluorescentes. Parpadean a 80 kilohercios», explica Kutulakos. «Ni siquiera sabíamos que esto ocurría».
En la última Conferencia Internacional de Visión por Ordenador (ICCV) que se llevó a cabo en París, el trabajo del equipo sobre imágenes monofotónicas pasivas de banda ultraancha recibió un prestigioso premio, el cual sólo se otorga solamente a dos trabajos de entre los miles de trabajos que presentaron profesionales y científicos en visión por ordenador de todo el mundo.
Entre las amplia gama de aplicaciones de esta técnica, identificamos nuevos tipos de sistemas de imagen 3D y lidar, así como la captación de imágenes científicas, por ejemplo, para identificar fenómenos biológicos en múltiples escalas temporales o para el análisis astronómico de breves pulsos de luz que son similares a las ráfagas rápidas de radio.
Ve la noticia completa de MATLAB en:
Extreme Data Acquisition for Computer Vision Applications - MATLAB & Simulink (mathworks.com)
Más información sobre MATLAB, entre en contacto con:
Jacqueline Vicarte
Ejecutivo MATLAB
jvicarte@multion.com
+52 (55) 55494050 Ext. 108
Rozzana Almaraz
Ejecutivo MATLAB Académico
+52 (55) 55494050 Ext. 189
¡Solicite su cotización ahora! Estaremos felices de orientarlo en su compra.
Haz clic aquí para conocer nuestros webinars gratuitos que impartimos mensualmente.
Descubra las últimas noticias sobre los softwares estadísticos y matemáticos que distribuimos aquí.
