Desenvolupament i aplicació de tècniques de codificació del front d'ona per a l'augment de la profunditat de camp en sistemes de visió híbrids optocodigitals
- Autores: Guillem Carles Santacana
- Directores de la Tesis: Salvador Bosch i Puig (dir. tes.), Arturo Carnicer González (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2011
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Santiago Royo Royo (presid.), Josep Ferré Borrull (secret.), Lalo F. Mayo (voc.)
- Materias:
- Texto completo no disponible (Saber más ...)
- Resumen
La ciència i la tecnologia de la visió s'han vist potenciades en les darreres dècades per impacte deis importants avenços que ha sofert el camp de electrònica. Les millores han estat, per una banda, gràcies a l'obtenció de sistemes de processament del senyal més potents, eficients i a menys cost, i per l'altra banda, gràcies a la millora de les tecnologies de captura d'imatges (basades en els sensors d'estat sòlid).
Per la seva part, però, el component Òptic deis sistemes de visió convencionals no ha evolucionat als mateixos ritmes. Malgrat això, els últims anys han presenciat el naixement de nous plantejaments de visió: els sistemes de visió híbrids opticodigitals, on la formació d'imatge mitjançant sistemes Òptics no convencionals es combina de manera integrada amb el post processament digital d'imatges per obtenir propietats de visió superiors.
Una d'aquestes tècniques, anomenada codificació del front d'ona, es basa en la modificació de la formació d'imatge mitjançant el posicionament duna làmina de fase a l'obertura dei sistema Òptic. L'acció d'aquesta làmina de fase és precisament la modificació (codificació) del procés de formació Òptic per tal de proveir propietats altament millorades al procés de visió, al preu d'obtenir imatges que es mostren entelades al pla del sensor Òptic i per tant obligant un procés de restauració (descodificació) digital per poder presentar, finalment, una sortida nítida.
En aquest sentit, el sistema híbrid opticodigital permet proporcionar noves i interessants capacitats de visió mantenint a la vegada les propietats Òptiques del límit per difracció; per exemple, la Técnica permet un augment d'un ordre de magnitud en la profunditat de camp del sistema de visió convencional (habilitat molt valuosa en el camp de la microscòpia òptica), augments de les toleràncies en els posicionaments d'elements Òptics, reduccions de mida i complexitat deis sistemes, reduccions de costos (habilitant l'ús de materials més barats) o millores en rendiments de sistemes biomètrics i de visió industrial, entre altres.
La tesi tracta de estudi, disseny, optimització i implementació deis sistemes de visió híbrids opticodigitals basats en la tècnica de la codificació del front d'ona. La tesi inicia l'estudi mitjançant la simulació numèrica d'aquest tipus de sistemes, analitzant-ne es propietats de visió en funció de les millores adquirides i avaluant els diferents compromisos de disseny. S'expliquen els detalls més rellevants de a implementació experimental que ha seguit, utilitzant un modulador espacial de hum per implementar la codificació (en fase) Òptica. La tesi també recull diferents esforços orientats a l'optimització d'aquest tipus de sistemes, els resultats s'han exposat i validat experimentalment. Finalment, es proposa un mètode computacional per implementar una codificació dinàmica utilitzant la visió híbrida; si l'optimització d'aquests sistemes indica que la codificació òptima depèn de les característiques que tingui l'escena visualitzada i l'ús de moduladors espacials de hum habilita una codificació flexible i variable, el mètode proposat pretén avaluar els requeriments de escena visualitzada i utilitzar aquesta informació per implementar la codificació més adequada. Aquest sistema dinàmic actua a temps real i és capaç de detectar canvis en l'escena i així adaptar-s'hi; la implementació d'aquest mètode s'ha demostrat experimentalment amb èxit.
