En el procesamiento de señales , la apodización (del griego "quitar el pie") es la modificación de la forma de una función matemática . La función puede representar una señal eléctrica, una transmisión óptica o una estructura mecánica. En óptica , se utiliza principalmente para eliminar los discos de Airy causados por la difracción alrededor de un pico de intensidad, mejorando el enfoque.
El término apodización se utiliza con frecuencia en publicaciones sobre el procesamiento de señales infrarrojas por transformada de Fourier (FTIR) . Un ejemplo de apodización es el uso de la ventana de Hann en el analizador de transformada rápida de Fourier para suavizar las discontinuidades al principio y al final del registro de tiempo muestreado.
Se puede utilizar un filtro apodizante en el procesamiento de audio digital en lugar de los filtros de pared de ladrillo más comunes, con el fin de reducir el pre y post ringing que estos últimos introducen. [1]
Durante la oscilación dentro de una trampa orbital , la señal transitoria de iones puede no ser estable hasta que los iones se asienten en sus oscilaciones. Hacia el final, las colisiones sutiles de iones se han sumado para causar un desfase notable. Esto presenta un problema para la transformación de Fourier, ya que promedia la señal oscilatoria a lo largo de la longitud de la medición del dominio del tiempo. El software permite la "apodización", la eliminación de la sección frontal y posterior de la señal transitoria de la consideración en el cálculo de FT. Por lo tanto, la apodización mejora la resolución del espectro de masas resultante. Otra forma de mejorar la calidad del transitorio es esperar para recopilar datos hasta que los iones se hayan asentado en un movimiento oscilatorio estable dentro de la trampa. [2]
La apodización se aplica a las señales de RMN antes de la Transformada de Fourier discreta . Normalmente, las señales de RMN se truncan debido a restricciones de tiempo (dimensión indirecta) o para obtener una mayor relación señal-ruido. Para reducir los artefactos de truncamiento, las señales se someten a apodización con diferentes tipos de funciones de ventana . [3]
En la jerga del diseño óptico, una función de apodización se utiliza para cambiar deliberadamente el perfil de intensidad de entrada de un sistema óptico , y puede ser una función complicada para adaptar el sistema a determinadas propiedades. Por lo general, se refiere a un perfil de iluminación o transmisión no uniforme que se acerca a cero en los bordes.
Dado que los lóbulos laterales del disco de Airy son responsables de degradar la imagen, se utilizan técnicas para suprimirlos. Si el haz de imágenes tiene una distribución gaussiana, cuando la relación de truncamiento (la relación entre el diámetro del haz gaussiano y el diámetro de la abertura de truncamiento) se establece en 1, los lóbulos laterales se vuelven insignificantes y el perfil del haz se vuelve puramente gaussiano. [4] [ página necesaria ]
En la ecografía médica , el efecto de los lóbulos de rejilla se puede reducir activando elementos transductores ultrasónicos utilizando voltajes variables en el proceso de apodización. [5]
La mayoría de los objetivos de las cámaras contienen diafragmas que reducen la cantidad de luz que entra en la cámara. No se trata estrictamente de un ejemplo de apodización, ya que el diafragma no produce una transición suave a la intensidad cero ni proporciona una forma del perfil de intensidad (más allá de la obvia transmisión de todo o nada, en forma de "sombrero de copa" de su apertura).
Algunas lentes utilizan otros métodos para reducir la cantidad de luz que entra. Por ejemplo, la lente Minolta/Sony STF 135mm f/2.8 T4.5, sin embargo, tiene un diseño especial introducido en 1999, que logra esto utilizando un elemento de lente cóncavo teñido de gris neutro como filtro de apodización, produciendo así un agradable bokeh . El mismo efecto óptico se puede lograr combinando el horquillado de profundidad de campo con la exposición múltiple , como se implementa en la función STF de Minolta Maxxum 7. En 2014, Fujifilm anunció una lente que utiliza un filtro de apodización similar en la lente Fujinon XF 56mm F1.2 R APD . [6] En 2017, Sony presentó la lente de fotograma completo con montura E Sony FE 100mm F2.8 STF GM OSS ( SEL-100F28GM ) basada en el mismo principio óptico Smooth Trans Focus . [7]
La simulación de un perfil de entrada de un haz láser gaussiano también es un ejemplo de apodización. [ cita requerida ]
Los tamices de fotones proporcionan una forma relativamente fácil de lograr una apodización óptica personalizada. [8]
La apodización se utiliza en la óptica de telescopios para mejorar el rango dinámico de la imagen. Por ejemplo, las estrellas con baja intensidad en las proximidades de estrellas muy brillantes pueden hacerse visibles utilizando esta técnica, e incluso se pueden obtener imágenes de planetas cuando de otro modo estarían oscurecidas por la atmósfera brillante de la estrella que orbitan. [9] [10] [11] Generalmente, la apodización reduce la resolución de una imagen óptica; sin embargo, debido a que reduce los efectos de borde de difracción, en realidad puede mejorar ciertos pequeños detalles. De hecho, la noción de resolución, como se define comúnmente con el criterio de Rayleigh , es en este caso parcialmente irrelevante. Uno tiene que entender que la imagen formada en el plano focal de una lente (o un espejo) se modela a través del formalismo de difracción de Fresnel . El patrón de difracción clásico, el disco de Airy , está conectado a una pupila circular, sin ninguna obstrucción, y con una transmisión uniforme. Cualquier cambio en la forma de la pupila (por ejemplo, un cuadrado en lugar de un círculo), o su transmisión, resulta en una alteración en el patrón de difracción asociado.
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