Imágenes 3D con un solo fotón por píxel

Dibujo20131129 first-photon imaging - Nature Kirmani

La oscuridad completa es casi imposible de lograr, sin embargo, para ver con muy poca luz se requiere una cámara con alta sensibilidad. La mayor sensibilidad imaginable es obtener imágenes con un solo fotón por píxel. Ahmed Kirmani (Instituto Técnico de Massachusetts (MIT), Cambridge) y sus colegas publican en Science una nueva técnica llamada UltraSharp que logra lo que parecía imposible. La aplicación más obvia de esta nueva técnica es el espionaje y la vigilancia militar, pero hay muchas otras de carácter civil, como la detección de pequeños incendios en imágenes aéreas de bosques. Un láser emite un haz de muy baja intensidad que se refleja en el objeto (para el ojo humano el objeto está completamente oscuro). Basta que el detector de la cámara registre un fotón por cada pixel para obtener la imagen. Además, teniendo en cuenta el tiempo se puede obtener una imagen tridimensional del objeto. Por ahora las imágenes son monocromáticas (se utiliza luz láser). Nos lo cuenta Ron Cowen, «Stealth camera takes pictures virtually in the dark,» News, Nature, 28 Nov 2013, siendo el artículo técnico Ahmed Kirmani et al., «First-Photon Imaging,» Science, AOP 28 Nov 2013 [DOI].

[youtube=http://www.youtube.com/watch?v=vhLrhsM66SU]

Este vídeo de youtube explica la técnica en detalle (está en inglés pero se entiende bastante bien).

Dibujo20131128 lidar laser system for single photon imaging - science

Como láser para iluminar el objeto se utiliza un LIDAR (Light Detection and Ranging, o Laser Imaging Detection and Ranging) que permite determinar la distancia al objeto y reconstruir la imagen en tres dimensiones. Un sistema LIDAR convencional requiere unos 100 fotones por píxel, como mínimo, para estimar la profundidad en la imagen con precisión. Un gran avance que promete muchas aplicaciones.

PS (30 Nov 2013): Javier Salas, «Una cámara de un único píxel consigue grabar la primera película 3D en movimiento,» Materia, 13 Nov 2013.



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Por Francisco R. Villatoro
Publicado el ⌚ 29 noviembre, 2013
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