Tendencias Científicas
Mecanismo del sistema ideado en el MIT. Foto: Nathan Ickes. MIT
Las fotos hechas con smartphones pueden adquirir en un momento un aspecto profesional sólo con el toque de un botón, gracias a un chip procesador desarrollado en el MIT (Massachusetts Institute of Technology, Boston, EE UU).
El chip, construido por un equipo del Microsystems Technology Laboratory del MIT, puede realizar tareas como crear una iluminación más realista o potente sin destruir el ambiente de la escena, en sólo una fracción de segundo. La tecnología podría integrarse en cualquier smartphone, tableta o cámara digital.
Los sistemas de fotografía computacional existentes actualmente suelen ser aplicaciones de software que se instalan en las cámaras y los teléfonos inteligentes. Sin embargo, estos sistemas consumen una energía considerable, y requieren una cantidad considerable de tiempo para funcionar, así como una buena cantidad de conocimiento por parte del usuario, explica el autor principal del artículo científico, Rahul Rithe, un estudiante de doctorado en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación del MIT, en la nota de prensa.
"Queríamos crear un chip único que pudiera realizar múltiples operaciones, consumir mucha menos energía, y hacerlo todo en tiempo real", dice Rithe.
Una de estas tareas de tratamiento de imágenes, conocida como High Dynamic Range (HDR), está diseñada para compensar las limitaciones en el rango de brillo que se puede captar por parte de las actuales cámaras digitales, de modo que la fotografía se parezca más a lo que vemos con nuestros propios ojos.
Para ello, el procesador del chip hace automáticamente tres imágenes de "bajo rango dinámico" con la cámara: una imagen con exposición normal,una imagen sobreexpuesta que capta detalles en las áreas oscuras de la escena, y una imagen subexpuesta que capta detalles en las áreas brillantes. A continuación, los combina para crear una imagen que capta toda la gama de luminosidad de la escena.
Los sistemas basados en software suelen tardar varios segundos para realizar esta operación, mientras que el chip puede hacerlo en unos pocos cientos de milisegundos para una imagen de 10 megapíxeles. Esto significa que es aún lo suficientemente rápido como para aplicarse a vídeo, explica Ickes. El chip consume muchísimo menos que las CPUs y GPUs (unidades de procesamiento gráfico) actuales mientras se realiza la operación, añade.
Otra tarea que el chip puede llevar a cabo para mejorar la iluminación de una escena oscura es tomar dos fotos, una con flash y otra sin él. Normalmente si se usa el flash la escena se ve demasiado iluminada, y si no se usa, demasiado oscura. De nuevo, el chip mezcla las dos imágenes, y obtiene una más realista.
Para eliminar las características no deseadas de la imagen, tales como el ruido -las variaciones inesperadas en el color o el brillo creadas por las cámaras digitales- el sistema borra cualquier píxel no deseado junto a sus vecinos, para que se mantenga la continuidad de la imagen. En los filtrados convencionales se pierde calidad de imagen por esta vía. El nuevo sistema, sin embargo, es capaz de borrar sólo aquellos píxeles que tienen un nivel de brillo no realista.
El chip, construido por un equipo del Microsystems Technology Laboratory del MIT, puede realizar tareas como crear una iluminación más realista o potente sin destruir el ambiente de la escena, en sólo una fracción de segundo. La tecnología podría integrarse en cualquier smartphone, tableta o cámara digital.
Los sistemas de fotografía computacional existentes actualmente suelen ser aplicaciones de software que se instalan en las cámaras y los teléfonos inteligentes. Sin embargo, estos sistemas consumen una energía considerable, y requieren una cantidad considerable de tiempo para funcionar, así como una buena cantidad de conocimiento por parte del usuario, explica el autor principal del artículo científico, Rahul Rithe, un estudiante de doctorado en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación del MIT, en la nota de prensa.
"Queríamos crear un chip único que pudiera realizar múltiples operaciones, consumir mucha menos energía, y hacerlo todo en tiempo real", dice Rithe.
Una de estas tareas de tratamiento de imágenes, conocida como High Dynamic Range (HDR), está diseñada para compensar las limitaciones en el rango de brillo que se puede captar por parte de las actuales cámaras digitales, de modo que la fotografía se parezca más a lo que vemos con nuestros propios ojos.
Para ello, el procesador del chip hace automáticamente tres imágenes de "bajo rango dinámico" con la cámara: una imagen con exposición normal,una imagen sobreexpuesta que capta detalles en las áreas oscuras de la escena, y una imagen subexpuesta que capta detalles en las áreas brillantes. A continuación, los combina para crear una imagen que capta toda la gama de luminosidad de la escena.
Los sistemas basados en software suelen tardar varios segundos para realizar esta operación, mientras que el chip puede hacerlo en unos pocos cientos de milisegundos para una imagen de 10 megapíxeles. Esto significa que es aún lo suficientemente rápido como para aplicarse a vídeo, explica Ickes. El chip consume muchísimo menos que las CPUs y GPUs (unidades de procesamiento gráfico) actuales mientras se realiza la operación, añade.
Otra tarea que el chip puede llevar a cabo para mejorar la iluminación de una escena oscura es tomar dos fotos, una con flash y otra sin él. Normalmente si se usa el flash la escena se ve demasiado iluminada, y si no se usa, demasiado oscura. De nuevo, el chip mezcla las dos imágenes, y obtiene una más realista.
Para eliminar las características no deseadas de la imagen, tales como el ruido -las variaciones inesperadas en el color o el brillo creadas por las cámaras digitales- el sistema borra cualquier píxel no deseado junto a sus vecinos, para que se mantenga la continuidad de la imagen. En los filtrados convencionales se pierde calidad de imagen por esta vía. El nuevo sistema, sin embargo, es capaz de borrar sólo aquellos píxeles que tienen un nivel de brillo no realista.
Un flash más potente
Por otro lado, una invención de una universidad de Singapur equipará los teléfonos móviles con un pequeño pero potente flash incorporado de gas xenón, que permitirá a los consumidores hacer buenas fotos incluso en condiciones de poca luz.
Científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang (NTU) han desarrollado un revolucionario condensador eléctrico que supera las limitaciones de los condensadores actuales, que se necesitan para almacenar la energía suficiente para disparar un flash de gran alcance como los que tienen las cámaras digitales, pero que son demasiado grandes para caber en los finos dispositivos móviles.
Esta invención del profesor asociado Lee Pooi See, de la Escuela de Ciencia de los Materiales e Ingeniería de la NTU, se hará una realidad en forma de producto de consumo, en colaboración con Xenon Technologies (XT), el mayor fabricante mundial de flashes de gas xenón).
Como explica la Universidad en una nota de prensa, el nuevo condensador, hecho de polímeros, es al menos cuatro veces más pequeño que los actuales condensadores electrolíticos y es varias veces más rápido que los actuales condensadores hechos de cerámica.
Los condensadores de polímeros como el diseñado por el profesor Lee poseen, en general, una mayor densidad de energía que los condensadores multicapa hechos a base de cerámica.
El condensador de Lee puede operar a altos voltajes, es flexible y mucho más pequeño que los condensadores convencionales. Además, los tiempos de carga y descarga del condensador son más rápidos que otros tipos de dispositivos de almacenamiento de energía por lo que es adecuado para aplicaciones de flash.
El proyecto está financiado por la Fundación Nacional de Investigación de Singapur (NRF). El equipo NTU-Xenon espera desarrollar un prototipo de trabajo comercial en septiembre de 2013.
Por otro lado, una invención de una universidad de Singapur equipará los teléfonos móviles con un pequeño pero potente flash incorporado de gas xenón, que permitirá a los consumidores hacer buenas fotos incluso en condiciones de poca luz.
Científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang (NTU) han desarrollado un revolucionario condensador eléctrico que supera las limitaciones de los condensadores actuales, que se necesitan para almacenar la energía suficiente para disparar un flash de gran alcance como los que tienen las cámaras digitales, pero que son demasiado grandes para caber en los finos dispositivos móviles.
Esta invención del profesor asociado Lee Pooi See, de la Escuela de Ciencia de los Materiales e Ingeniería de la NTU, se hará una realidad en forma de producto de consumo, en colaboración con Xenon Technologies (XT), el mayor fabricante mundial de flashes de gas xenón).
Como explica la Universidad en una nota de prensa, el nuevo condensador, hecho de polímeros, es al menos cuatro veces más pequeño que los actuales condensadores electrolíticos y es varias veces más rápido que los actuales condensadores hechos de cerámica.
Los condensadores de polímeros como el diseñado por el profesor Lee poseen, en general, una mayor densidad de energía que los condensadores multicapa hechos a base de cerámica.
El condensador de Lee puede operar a altos voltajes, es flexible y mucho más pequeño que los condensadores convencionales. Además, los tiempos de carga y descarga del condensador son más rápidos que otros tipos de dispositivos de almacenamiento de energía por lo que es adecuado para aplicaciones de flash.
El proyecto está financiado por la Fundación Nacional de Investigación de Singapur (NRF). El equipo NTU-Xenon espera desarrollar un prototipo de trabajo comercial en septiembre de 2013.
Inicio
Enviar a un amigo
Versión para imprimir
Compartir
El Internet de las Cosas se propaga rápidamente 
CIENCIA ON LINE