Adquisición y visualización de escenas con foco variable utilizando procesamiento digital de imágenes

• Autores: Pedro Sandino Atencio Ortiz, Augusto Arias Gallego, Alberto Mauricio Arias Correa
• Localización: Revista EIA, ISSN-e 1794-1237, Vol. 12, Nº. 24, 2015, págs. 13-25
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Aquisição e visualização de cenas com foco variável usando processamento de imagens digitais
  • Acquisition and visualization of variable-focus scenes using digital image processing
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• Resumen
  • español

    La profundidad de campo (DOF, por sus siglas en inglés) o profundidad de foco es una característica de un sistema óptico con una configuración en particular, que hace referencia al rango espacial o de distancia que dicha configuración permite mantener de forma nítida o enfocada. Una DOF alta en un sistema óptico es deseada en aplicaciones de microscopía y fotografía macro entre otras aplicaciones. Una solución al problema de una DOF limitada en un sistema óptico consiste en tomar secuencias de imágenes con diferentes distancias focales y posteriormente fusionar dichas imágenes en una sola imagen completamente enfocada. Este proceso es conocido como fusión de imágenes multi-foco (FIMF). La literatura sobre técnicas de FIMF es extensa y de actual interés en la comunidad científica de fusión de imágenes y fotografía computacional. Por el contrario, la literatura que ilustra el proceso completo de FIMF es escasa. En este trabajo es propuesto un método general de FIMF, el cual comienza con la configuración y calibración del sistema óptico, seguido de la implementación de la técnica de fusión y termina con la visualización de dichas imágenes. En este trabajo se utilizó un sistema óptico de bajo costo con una profundidad de campo variable en el rango [0,18 m, ∞]. El método propuesto es aplicable de forma directa para sistemas de adquisición con configuraciones ópticas diferentes.

  • English

    Depth of field (DOF) or focus range is a feature of an optical system with a specific configuration, that refers to the spatial or distance range that such configuration allows to maintain sharp o focused. A high DOF in an optic system is desirable in microscopy and macro photography among other applications. A solution to a limited DOF in an optic system is to take a sequence of images with different focal distances and subsequently fuse those images in one that is completely focused. This process is known as multi-focus image fusion (MFIF). Literature about techniques of MFIF is extensive and of current interest in scientific community of image-fusion. In contrast, literature about complete MFIF process is scarce. In this work it is proposed a general method of MFIF, which begins with configuration and calibration of optical system, followed by implementation of fusion technique and ends with visualization of fused image. In this work was used a lowcost optical system with a variable DOF in range [0,18 m, ∞]. Proposed method is directly applicable for acquisition systems with different optical configurations.

  • português

    A profundidade de campo (DOF, por sua sigla em Inglês) ou a profundidade de foco é uma característica de um sistema óptico com uma configuração particular, que se refere ao intervalo espacial ou a distância que esta configuração permite manter de modo afiada ou focada. Uma alta DOF num sistema óptico é desejado em aplicações de microscopia e macro fotografia e outras aplicações. Uma solução para o problema da limitada DOF num sistema óptico é levar seqüências de imagens com diferentes distâncias focais e, em seguida, mesclar as imagens em uma imagem completamente focada. Este processo é conhecido como fusão de imagens multi-foco (FIMF). A literatura sobre técnicas FIME é extensa e de atual interesse na comunidade científica de fusão de imagens e fotografia computacional. Por outro lado, a literatura que ilustra o processo completo de FIMF é escassa. Neste trabalho, propõe-se um método FIMF geral, que se inicia com a configuração e calibração do sistema óptico, seguido pela aplicação da técnica de fusão e termina com a visualização de tais imagens. Neste trabalho foi usado um sistema óptico de baixo custo com uma profundidade variável de campo no intervalo [0,18 m, ∞]. O método proposto é aplicável de maneira direta para sistemas de aquisição com diferentes configurações ópticas.