Óptica y Procesamiento Digital de Imágenes

Históricamente, la Física ha sido una de las disciplinas científicas con mayor desarrollo a través de todos los tiempos. Su interrelación con otras ciencias básicas ha permitido que está área del conocimiento científico genere día con día, nuevas aplicaciones para las tecnologías más modernas. En particular, la Óptica y sus disciplinas afines tales como la Computación y la Electrónica han engendrado nuevas tecnologías con un sin fin de aplicaciones prácticas usadas en la vida cotidiana, la industria y la medicina.

Entre estas tecnologías se encuentran las comunicaciones por fibra óptica, los dispositivos electroópticos y de procesamiento de señales. Ejemplos concretos de estos sistemas los encontramos en celulares, computadores, sistemas de desplegado en los televisores, sistemas de navegación, radares, sistemas para la adquisición de imágenes, etc. La Física abarca prácticamente todas las áreas del conocimiento científico y tecnológico. Hoy día, no existe tecnología alguna que no requiera hacer uso de conceptos Físicos.

Particularmente, la Óptica y su interrelación con las áreas de Sistemas Computacionales y Electrónica alentaron el surgimiento del Procesamiento Digital de imágenes (PDI) que junto con las cámaras digitales y los lectores electroópticos han revolucionado la forma de leer, reproducir y escribir datos. El PDI hizo su aparición en el mundo científico en la primera mitad del siglo XX. Que con técnicas digitales basadas en algoritmos matemáticos, se logra el mejoramiento para fines de Percepción visual humana de imágenes que; en primera instancia no logran ofrecer toda la información visual que poseen.

Asimismo, uno de los inventos de la óptica más impactantes del siglo pasado fue sin duda el láser. Hoy día sus aplicaciones son diversas, van desde las comerciales en los sistemas lectores de código de barras y en los reproductores de audio y video de discos compactos, hasta la generación de energía eléctrica mediante los mecanismos de fusión nuclear con láser.

Una no menos importante aplicación de las tecnologías laser es en medicina y estética de la piel. Muchas cirugías de ojo hoy día se practican con el uso de un láser. No son desconocidas también las técnicas laser en odontología y dermatología; como en el tratamiento del acné, manchas de piel y eliminación de cicatrices.

En cine, espectáculos y diversión los láseres juegan un papel importante en proyección y en el juego de luces y sombras. Uno de los láseres con los que se cuenta en el laboratorio de óptica y visión por computadora de la UPT es usado para generar hologramas de material biológico.

En otro ámbito igualmente importante, la fabricación de microcircuitos para tarjetas electrónicas tanto de computadoras como de decenas de sistemas electrónicos ha dependido del desarrollo de los microscopios. Otros instrumentos ópticos, son los telescopios con los cuales los astrónomos han explorado el universo, lo que ha permitido incluso fotografiar galaxias y la superficie de planetas.

Hoy día estos instrumentos telescópicos son usados además para medir contaminantes en el aire. En los ámbitos de seguridad y vigilancia, las cámaras digitales en los rangos visible e infrarrojo permiten el registro de hechos delictivos, las cámaras deben sin duda su desarrollo tecnológico actual a la evolución que han sufrido los sistemas óptico digitales.

El área biomédica se ha beneficiado con los sistemas óptico-digitales como los microscopios de fluorescencia para el estudio de células o secciones del cuerpo humano. En otro contexto, la imagen digital de una pieza mecánica puede ser mejorada usando una técnica llamada “compresión del rango dinámico.”

Es por ello que en la Universidad Politécnica de Tulancingo (UPT), los Programas de Posgrado: Maestría en Computación Óptica (2013) y el Doctorado en Optomecatrónica (2015) desarrollan líneas de Investigación con el enfoque óptico-digital, con aplicaciones industriales y médicas. Este desarrollo de la Investigación ha dado frutos y ambos programas han quedado registrados en el Padrón Nacional de Posgrados de Calidad (PNPC) de CONACYT. Por lo que nuestros estudiantes cuentan con becas para realizar sus estudios.

Dr. Alfonso Padilla Vivanco

Director de Investigación y Posgrado de la UPT