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 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 apodizador en el procesamiento de audio digital en lugar de los filtros de pared de ladrillo más comunes, para reducir el timbre previo y posterior que introduce este último. [1]
Durante la oscilación dentro de un Orbitrap , la señal transitoria de iones puede no ser estable hasta que los iones se establezcan en sus oscilaciones. Hacia el final, sutiles colisiones de iones se han sumado para provocar un notable desfase. Esto presenta un problema para la transformación de Fourier, ya que promedia la señal oscilatoria a lo largo de la medición en el dominio del tiempo. El software permite la “apodización”, es decir, la eliminación de la sección frontal y posterior de la señal transitoria de la consideración en el cálculo de FT. Por 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 discreta de Fourier . Normalmente, las señales de RMN se truncan debido a limitaciones de tiempo (dimensión indirecta) o para obtener una relación señal-ruido más alta. 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 intencionalmente el perfil de intensidad de entrada de un sistema óptico , y puede ser una función complicada adaptar el sistema a ciertas propiedades. Por lo general, se refiere a un perfil de iluminación o transmisión no uniforme que se aproxima 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 truncada) se establece en 1, los lóbulos laterales se vuelven insignificantes y el perfil del haz se vuelve puramente gaussiano. [4] [ página necesaria ]
En ultrasonografía 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 las lentes de las cámaras contienen diafragmas que disminuyen la cantidad de luz que ingresa a la cámara. Estos no son estrictamente un ejemplo de apodización, ya que el diafragma no produce una transición suave a intensidad cero, ni proporciona forma del perfil de intensidad (más allá de la obvia transmisión de "sombrero de copa" de su apertura) .
Algunos lentes utilizan otros métodos para reducir la cantidad de luz que entra. Por ejemplo, el lente Minolta/Sony STF 135mm f/2.8 T4.5, sin embargo, tiene un diseño especial introducido en 1999, que logra esto utilizando un cóncavo gris neutro. Elemento de lente tintado como filtro de apodización, produciendo así un agradable bokeh . Se puede lograr el mismo efecto óptico combinando el bracketing de profundidad de campo con exposición múltiple , como se implementa en la función STF del Minolta Maxxum 7 . En 2014, Fujifilm anunció una lente que utiliza un filtro de apodización similar en la lente Fujinon XF 56 mm F1.2 R APD . [6] En 2017, Sony presentó el objetivo de fotograma completo con montura E Sony FE 100 mm F2.8 STF GM OSS ( SEL-100F28GM ) basado en el mismo principio óptico Smooth Trans Focus . [7]
La simulación de un perfil de entrada de un rayo láser gaussiano también es un ejemplo de apodización. [ cita necesaria ]
Los tamices de fotones proporcionan una manera relativamente fácil de lograr una apodización óptica personalizada. [8]
La apodización se utiliza en la óptica de los telescopios para mejorar el rango dinámico de la imagen. Por ejemplo, mediante esta técnica se pueden hacer visibles estrellas de baja intensidad en las proximidades de estrellas muy brillantes, e incluso se pueden obtener imágenes de planetas que de otro modo estarían oscurecidos por la brillante atmósfera 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 los bordes de difracción, en realidad puede mejorar ciertos pequeños detalles. De hecho, la noción de resolución, tal como se define comúnmente con el criterio de Rayleigh , es en este caso parcialmente irrelevante. Hay que entender que la imagen formada en el plano focal de una lente (o un espejo) se modela mediante el formalismo de difracción de Fresnel . El patrón de difracción clásico, el disco de Airy , está conectado a una pupila circular, sin obstrucción alguna, 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, da como resultado una alteración en el patrón de difracción asociado.
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