Compensación de la Aberración de Fase por efecto persiana de sensores CMOS en Microscopía Holográfica Digital

Autores
Cabrera, C. M.; Monaldi, Andrea Carolina; Romero, Gladis Graciela
Año de publicación
2014
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Debido a la naturaleza de lectura secuencial de los sensores CMOS, cada fila del sensor se expone en diferentes tiempos, resultando en el denominado efecto persiana que introduce distorsiones geométricas en la imagen si la cámara o el objeto se mueven durante la adquisición. En particular, para el registro de hologramas digitales, y en general para la mayor parte de las condiciones experimentales, mientras el sensor captura barriendo progresivamente cada fila del holograma, las franjas producto de la interferencia entre el haz objeto y el haz de referencia oscilan debido a vibraciones y/o ruidos. El sensor captura cada fila del holograma en distintas instancias de estas perturbaciones; por ende, los desplazamientos entre las franjas se traducen en aberraciones de fase. Como efecto final se observan patrones de franjas espurias que distorsionan la calidad de los hologramas reconstruidos. En este trabajo se propone un método simple y eficiente para corregir este efecto mediante técnicas de procesamiento digital de imágenes. Se ejemplifica el método con hologramas de especímenes microscópicos estáticos. Los resultados alientan a la incorporación de sensores CMOS en lugar de sensores CCD en los montajes experimentales de Microscopía Holográfica Digital ya que estos ofrecen mejor resolución, además de ser menos costosos en el mercado.
Due to the sequential-readout nature of CMOS sensors, each row of the sensor array is exposed at a different time, resulting in the so-called rolling shutter effect that induces images geometric distortion when whether the video camera or the object are moving during image acquisition. Particularly, in digital holograms recording for most experimental conditions, while sensor sweeps each row of the hologram, the fringes resulting from the superposition of the object beam and the reference one oscillate due to external vibrations and/or noises. Sensor captures each hologram row in different instants of these disturbances, therefore, the fringes shifting result in phase aberrations. As a final effect, a spurious pattern is observed that distorts the reconstructed holograms quality. In this work, a simple and efficient method for eliminating this effect by using image processing tools is proposed. The method is exemplified in holograms of microscopic statics biologic objects. Results encourage incorporating CMOS sensors over CCD in Digital Holographic Microscopy because of better resolution and less expensive benefits.
Fil: Cabrera, C. M.. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Exactas; Argentina
Fil: Monaldi, Andrea Carolina. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Exactas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Romero, Gladis Graciela. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Exactas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Materia
CMOS
Holografía Digital
Efecto Persiana
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identificador
oai:ri.conicet.gov.ar:11336/67098

id CONICETDig_201c23ace8ac18435ca5daffd9ab53c8
oai_identifier_str oai:ri.conicet.gov.ar:11336/67098
network_acronym_str CONICETDig
repository_id_str 3498
network_name_str CONICET Digital (CONICET)
spelling Compensación de la Aberración de Fase por efecto persiana de sensores CMOS en Microscopía Holográfica DigitalCorrection of phase aberration induced by rolling shutter effect in digital holographic microscopyCabrera, C. M.Monaldi, Andrea CarolinaRomero, Gladis GracielaCMOSHolografía DigitalEfecto Persianahttps://purl.org/becyt/ford/1.3https://purl.org/becyt/ford/1Debido a la naturaleza de lectura secuencial de los sensores CMOS, cada fila del sensor se expone en diferentes tiempos, resultando en el denominado efecto persiana que introduce distorsiones geométricas en la imagen si la cámara o el objeto se mueven durante la adquisición. En particular, para el registro de hologramas digitales, y en general para la mayor parte de las condiciones experimentales, mientras el sensor captura barriendo progresivamente cada fila del holograma, las franjas producto de la interferencia entre el haz objeto y el haz de referencia oscilan debido a vibraciones y/o ruidos. El sensor captura cada fila del holograma en distintas instancias de estas perturbaciones; por ende, los desplazamientos entre las franjas se traducen en aberraciones de fase. Como efecto final se observan patrones de franjas espurias que distorsionan la calidad de los hologramas reconstruidos. En este trabajo se propone un método simple y eficiente para corregir este efecto mediante técnicas de procesamiento digital de imágenes. Se ejemplifica el método con hologramas de especímenes microscópicos estáticos. Los resultados alientan a la incorporación de sensores CMOS en lugar de sensores CCD en los montajes experimentales de Microscopía Holográfica Digital ya que estos ofrecen mejor resolución, además de ser menos costosos en el mercado.Due to the sequential-readout nature of CMOS sensors, each row of the sensor array is exposed at a different time, resulting in the so-called rolling shutter effect that induces images geometric distortion when whether the video camera or the object are moving during image acquisition. Particularly, in digital holograms recording for most experimental conditions, while sensor sweeps each row of the hologram, the fringes resulting from the superposition of the object beam and the reference one oscillate due to external vibrations and/or noises. Sensor captures each hologram row in different instants of these disturbances, therefore, the fringes shifting result in phase aberrations. As a final effect, a spurious pattern is observed that distorts the reconstructed holograms quality. In this work, a simple and efficient method for eliminating this effect by using image processing tools is proposed. The method is exemplified in holograms of microscopic statics biologic objects. Results encourage incorporating CMOS sensors over CCD in Digital Holographic Microscopy because of better resolution and less expensive benefits.Fil: Cabrera, C. M.. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Exactas; ArgentinaFil: Monaldi, Andrea Carolina. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Exactas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Romero, Gladis Graciela. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Exactas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaAsociación Física Argentina2014-03info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/67098Cabrera, C. M.; Monaldi, Andrea Carolina; Romero, Gladis Graciela; Compensación de la Aberración de Fase por efecto persiana de sensores CMOS en Microscopía Holográfica Digital; Asociación Física Argentina; Anales AFA; 25; 2; 3-2014; 75-790327-358XCONICET DigitalCONICETspainfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://anales.fisica.org.ar/journal/index.php/analesafa/article/view/1956info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.31527/analesafa.2014.25.2.75info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-09-29T10:21:42Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/67098instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-09-29 10:21:43.056CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
dc.title.none.fl_str_mv Compensación de la Aberración de Fase por efecto persiana de sensores CMOS en Microscopía Holográfica Digital
Correction of phase aberration induced by rolling shutter effect in digital holographic microscopy
title Compensación de la Aberración de Fase por efecto persiana de sensores CMOS en Microscopía Holográfica Digital
spellingShingle Compensación de la Aberración de Fase por efecto persiana de sensores CMOS en Microscopía Holográfica Digital
Cabrera, C. M.
CMOS
Holografía Digital
Efecto Persiana
title_short Compensación de la Aberración de Fase por efecto persiana de sensores CMOS en Microscopía Holográfica Digital
title_full Compensación de la Aberración de Fase por efecto persiana de sensores CMOS en Microscopía Holográfica Digital
title_fullStr Compensación de la Aberración de Fase por efecto persiana de sensores CMOS en Microscopía Holográfica Digital
title_full_unstemmed Compensación de la Aberración de Fase por efecto persiana de sensores CMOS en Microscopía Holográfica Digital
title_sort Compensación de la Aberración de Fase por efecto persiana de sensores CMOS en Microscopía Holográfica Digital
dc.creator.none.fl_str_mv Cabrera, C. M.
Monaldi, Andrea Carolina
Romero, Gladis Graciela
author Cabrera, C. M.
author_facet Cabrera, C. M.
Monaldi, Andrea Carolina
Romero, Gladis Graciela
author_role author
author2 Monaldi, Andrea Carolina
Romero, Gladis Graciela
author2_role author
author
dc.subject.none.fl_str_mv CMOS
Holografía Digital
Efecto Persiana
topic CMOS
Holografía Digital
Efecto Persiana
purl_subject.fl_str_mv https://purl.org/becyt/ford/1.3
https://purl.org/becyt/ford/1
dc.description.none.fl_txt_mv Debido a la naturaleza de lectura secuencial de los sensores CMOS, cada fila del sensor se expone en diferentes tiempos, resultando en el denominado efecto persiana que introduce distorsiones geométricas en la imagen si la cámara o el objeto se mueven durante la adquisición. En particular, para el registro de hologramas digitales, y en general para la mayor parte de las condiciones experimentales, mientras el sensor captura barriendo progresivamente cada fila del holograma, las franjas producto de la interferencia entre el haz objeto y el haz de referencia oscilan debido a vibraciones y/o ruidos. El sensor captura cada fila del holograma en distintas instancias de estas perturbaciones; por ende, los desplazamientos entre las franjas se traducen en aberraciones de fase. Como efecto final se observan patrones de franjas espurias que distorsionan la calidad de los hologramas reconstruidos. En este trabajo se propone un método simple y eficiente para corregir este efecto mediante técnicas de procesamiento digital de imágenes. Se ejemplifica el método con hologramas de especímenes microscópicos estáticos. Los resultados alientan a la incorporación de sensores CMOS en lugar de sensores CCD en los montajes experimentales de Microscopía Holográfica Digital ya que estos ofrecen mejor resolución, además de ser menos costosos en el mercado.
Due to the sequential-readout nature of CMOS sensors, each row of the sensor array is exposed at a different time, resulting in the so-called rolling shutter effect that induces images geometric distortion when whether the video camera or the object are moving during image acquisition. Particularly, in digital holograms recording for most experimental conditions, while sensor sweeps each row of the hologram, the fringes resulting from the superposition of the object beam and the reference one oscillate due to external vibrations and/or noises. Sensor captures each hologram row in different instants of these disturbances, therefore, the fringes shifting result in phase aberrations. As a final effect, a spurious pattern is observed that distorts the reconstructed holograms quality. In this work, a simple and efficient method for eliminating this effect by using image processing tools is proposed. The method is exemplified in holograms of microscopic statics biologic objects. Results encourage incorporating CMOS sensors over CCD in Digital Holographic Microscopy because of better resolution and less expensive benefits.
Fil: Cabrera, C. M.. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Exactas; Argentina
Fil: Monaldi, Andrea Carolina. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Exactas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Romero, Gladis Graciela. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Exactas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
description Debido a la naturaleza de lectura secuencial de los sensores CMOS, cada fila del sensor se expone en diferentes tiempos, resultando en el denominado efecto persiana que introduce distorsiones geométricas en la imagen si la cámara o el objeto se mueven durante la adquisición. En particular, para el registro de hologramas digitales, y en general para la mayor parte de las condiciones experimentales, mientras el sensor captura barriendo progresivamente cada fila del holograma, las franjas producto de la interferencia entre el haz objeto y el haz de referencia oscilan debido a vibraciones y/o ruidos. El sensor captura cada fila del holograma en distintas instancias de estas perturbaciones; por ende, los desplazamientos entre las franjas se traducen en aberraciones de fase. Como efecto final se observan patrones de franjas espurias que distorsionan la calidad de los hologramas reconstruidos. En este trabajo se propone un método simple y eficiente para corregir este efecto mediante técnicas de procesamiento digital de imágenes. Se ejemplifica el método con hologramas de especímenes microscópicos estáticos. Los resultados alientan a la incorporación de sensores CMOS en lugar de sensores CCD en los montajes experimentales de Microscopía Holográfica Digital ya que estos ofrecen mejor resolución, además de ser menos costosos en el mercado.
publishDate 2014
dc.date.none.fl_str_mv 2014-03
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
info:ar-repo/semantics/articulo
format article
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11336/67098
Cabrera, C. M.; Monaldi, Andrea Carolina; Romero, Gladis Graciela; Compensación de la Aberración de Fase por efecto persiana de sensores CMOS en Microscopía Holográfica Digital; Asociación Física Argentina; Anales AFA; 25; 2; 3-2014; 75-79
0327-358X
CONICET Digital
CONICET
url http://hdl.handle.net/11336/67098
identifier_str_mv Cabrera, C. M.; Monaldi, Andrea Carolina; Romero, Gladis Graciela; Compensación de la Aberración de Fase por efecto persiana de sensores CMOS en Microscopía Holográfica Digital; Asociación Física Argentina; Anales AFA; 25; 2; 3-2014; 75-79
0327-358X
CONICET Digital
CONICET
dc.language.none.fl_str_mv spa
language spa
dc.relation.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://anales.fisica.org.ar/journal/index.php/analesafa/article/view/1956
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.31527/analesafa.2014.25.2.75
dc.rights.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
eu_rights_str_mv openAccess
rights_invalid_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Asociación Física Argentina
publisher.none.fl_str_mv Asociación Física Argentina
dc.source.none.fl_str_mv reponame:CONICET Digital (CONICET)
instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
reponame_str CONICET Digital (CONICET)
collection CONICET Digital (CONICET)
instname_str Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.name.fl_str_mv CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.mail.fl_str_mv dasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.ar
_version_ 1844614206328930304
score 13.070432