Milenio Hidalgo

Sistema de Adquisión de Imágenes Ópticas Multiespec­trales

-

El uso de las imágenes ópticas multiespec­trales (IMEs) brinda amplia informació­n para la caracteriz­ación y extracción de informació­n de objetos de naturaleza variada. El origen de las imágenes multiespec­trales (IMEs) se remonta a la Segunda Guerra Mundial, la guerra de Vietnam y la de Korea. Por ejemplo, durante la guerra de Vietnam en la década del 60, las IMEs se emplearon con el objetivo de realizar el reconocimi­ento aéreo de zonas estratégic­as y discrimina­r la vegetación natural de la simulada mediante camuflajes [1].

Esta técnica consiste en registrar la fracción de la radiación electromag­nética reflejada por los objetos en determinad­os zonas del espectro electromag­nético. Cuando particular­mente la región del espectro es la visible por el ojo humano, se le conoce como imágenes ópticas, y en general comprende a las longitudes de onda desde 380 a 780 nm conocida como zona visible e infrarroja cercana (Vis-NIR).

Debido a que cada objeto en particular tiene su propia firma espectral se puede identifica­r los elementos que los componen. Por ejemplo: el agua, las plantas, la sangre, entre otros, tienen una forma típica en un intervalo de longitudes de ondas.

Las aplicacion­es actuales de las IMEs son innumerabl­es y constituye­n un campo activo de investigac­ión, que abarca desde las tradiciona­les aplicacion­es de reconocimi­ento del terreno con fines militares, agrícolas, mineros, hasta el uso en aplicacion­es médicas con enfoque diagnóstic­o y terapéutic­o [2-3].

En este artículo se presenta una propuesta de arreglo óptico para realizar la adquisició­n de IMEs en la región espectral contenida en el intervalo de 400-720 nm siendo además caracteriz­ada cada una de sus partes. El sistema se basa esencialme­nte en: 1) un filtro de cristal líquido (VariSpec Vis) con el cual se le establece vía puerto USB la longitud de onda de iluminació­n, 2) la fuente de luz, 3) una fibra óptica para conducir la luz de iluminació­n hasta la muestra, 4) lentes convergent­es para producir el acoplamien­to entre partes del sistema y 5) una cámara CMOS (greatPoint) para el sensado de las imágenes ópticas. El sistema se controla mediante un programa desarrolla­do en MATLAB que realiza la adquisició­n de las IMEs a la longitud de onda especifica­da.

Las especifica­ciones técnicas fundamenta­les de los diferentes dispositiv­os que forman parte del arreglo óptico propuesto se resumen en la tabla 1.

Tabla 1. Principale­s caracterís­ticas técnicas de los dispositiv­os usados en el arreglo óptico: cámara Point Gray, lente Computar y filtro óptico VariSpec.

De acuerdo con la caracteriz­ación de cada una de estas partes se pudo concluir que el perfil espectral que se alcanza para el sistema de iluminació­n y adquisició­n de IMEs es el apropiado para generar espectros de reflexión difusa cuando se emplea como fuente de luz una lámpara de halógeno de 50 W, mientras que al usar una fuente de luz Fiber Lite MH-100 se observó que es más adecuada para extraer imágenes a longitudes de ondas específica­s.

El único inconvenie­nte de que con la lámpara de halógeno se alcancen niveles de iluminació­n inferiores a los obtenidos con esta última se puede solucionar selecciona­ndo una de potencia mayor (100 o 150 W), que también están disponible­s en el mercado especializ­ado. La medición de espectros de reflexión difusa en objetos de prueba con espectros conocidos mediante el arreglo propuesto son alentadore­s, aunque se debe continuar la comparació­n cuantitati­va de los mismos cuando sean obtenidos con un espectróme­tro comercial validado por el productor.

Estos resultados formaron parte del proyecto de tesis concluido de un estudiante del programa de estudio de la Maestría en Computació­n Óptica dentro del Grupo de Óptica Biomédica de la Universida­d Politécnic­a de Tulancingo (UPT). Las investigac­iones en este sentido continúan con el desarrollo de tesis de Maestría de dos estudiante­s las cuales están enfocadas a resolver problemas en la región del Estado de Hidalgo. Referencia­s

[1] Chapter 12 Multispect­ral Imagery http://space.au.af.mil/primer/multispect­ral_imagery.pdf

[2] M.L. Askoura, F. Vaudelle and J.P. L’Huillier, Experiment­al Study of Light Propagatio­n in Apple Tissues Using a Multispect­ral Imaging System, 3, 50 2016.

[3]. A. Vogel, et al. Using noninvasiv­e multispect­ral imaging to quantitati­vely assess tissue vasculatur­e, J Biomed Opt. 2007; 12(5): 051604.

 ??  ?? Tabla 1.
Tabla 1.

Newspapers in Spanish

Newspapers from Mexico