Vision Computacional aplicado a Imagenes de Nanoescala

Visión Computacional aplicada a Imágenes a Nanoescala
Corral Castro Norma Jazmín, Mora Gurrola Marlon Javier
Departamento de Sistemas y Computación, Instituto Tecnológico de Tijuana
Tijuana, Baja California, México

isc.jazmin.corral.itt@gmail.com
isc.marlon.mora.itt@gmai.com


Abstract ─ La nanotecnología tiene como objetivo el analizar y comprender las propiedades de la materia a nivelatómico y molecular. La visión computacional en si ya se está expandiendo rápidamente en este novedoso y emocionante campo de aplicación, y actualmente los considerables esfuerzos de la investigación se están utilizando para el desarrollo de nuevas técnicas de caracterización basada ​​en imágenes para analizar imágenes a nano escala. La caracterización a nano escala requiere de algoritmos para poderllevar a cabo el análisis de imágenes en condiciones extremas y difíciles, como por ejemplo la baja relación entre señal-ruido y la baja resolución. Para poder lograr esto, los investigadores de la nanotecnología requieren de herramientas de imágenes que son capaces de mejorar las imágenes, el detectar objetos y características, reconstruir la geometría en 3D, y el poder rastrear dichas imágenes.Se revisarán los avances en la actualidad en cuanto la visión computacional y las áreas aplicadas a las imágenes de objetos a escala nanométrica relacionadas, la clasificación de los algoritmos, sus métodos de representación, y definir direcciones prometedoras para investigaciones futuras. [18][21][22]

I. INTRODUCCIÓN
En el siguiente trabajo se revisará el estado del arte de la visión mediantelos computadores, así como sus áreas relacionadas, a aplicación de nanoescala. Es importante remarcar, que la nanotecnología nos ayuda a comprender e investigar, propiedades relevantes de la materia a un nivel atómico y molecular. ¿Con qué objetivo? Sus aplicaciones van desde áreas como la medicina, el sector manufacturero microprocesador, ciencias de los materiales, hasta las tecnologíasmedioambientales. El uso de imágenes respecto a tal métrica, son esenciales para la investigación a nanoescala, cabe mencionar que su función ha incrementado considerablemente en años pasados, lo cual es normal atribuyendo al hecho de que, la inspección visual de los defectos, la selección de partículas y el análisis de la estructura tridimensional son solo algunos ejemplos que mencionar de las tareasque se realizan con ayuda dichas imágenes. [18].

Respecto a la visión por ordenador, la reconstrucción 3D, el filtrado, el seguimiento, junto con el desarrollo actual en algoritmos de visión por computador en el reconocimiento de objetos son solo algunas de las aplicación importantes de la investigación de visión por ordenador que se pueden aplicar a las imágenes a nanoescala.

Algoritmos devisión computacional tradicionales analizan las imágenes generadas por la interacción de luz visible con la escena observada. En la caracterización nanoescala, las imágenes se crean en su mayoría mediante la medición de la respuesta de los electrones en la superficie del material a medida que interactúan con haces de electrones emitidos y sondas de tamaño atómico. [16][19]

La mayoría de los desafíosa los métodos tradicionales de visión por computador dados por el anterior proceso de adquisición no convencional, se deben al tipo de imagen y la instrumentación necesaria para analizar objetos en una escala tan pequeña. A continuación, se resumen algunos de estos principales factores desafiantes:

Muy baja relación señal-ruido: Imágenes a nanoescala tienen generalmente muy baja relación señalruido, incluso cuando generada por los dispositivos de imágenes de gran complejidad como la transmisión.
Microscopio electrónico y microscopio electrónico de barrido. El alto nivel de ruido en estas imágenes puede ser considerado el principal factor de complicación para los algoritmos de visión computacional
Aspecto transparente de especímenes. Objetos a nanoescala pueden tener apariencia...