ALIASING Y ANTI-ALIASING

ALIASING

En estadística, procesamiento de señales, computación gráfica y disciplinas relacionadas, el aliasing es el efecto que causa que señales continuas distintas se tornen indistinguibles cuando se les muestrea digitalmente. Cuando esto sucede, la señal original no puede ser reconstruida de forma unívoca a partir de la señal digital. Una imagen limitada en banda y muestreada por debajo de su frecuencia de Nyquist en las direcciones "x" e "y", resulta en una superposición de las replicaciones periódicas del espectro G(fx, fy). Este fenómeno de superposición periódica sucesiva es lo que se conoce como aliasing.

El aliasing es un motivo de preocupación mayor en lo que concierne a la conversión analógica-digital de señales de audio y vídeo: el muestreo incorrecto de señales analógicas puede provocar que señales de alta frecuencia presenten dicho aliasing con respecto a señales de baja frecuencia. El aliasing es también una preocupación en el área de la computación gráfica e infografía, donde puede dar origen a patrones de moiré (en las imágenes con muchos detalles finos) y también a bordes dentados. El aliasing nos puede traer problemas sobre todo en el campo de visión por computadores, ya que al procesar imágenes, si no es correcta la imagen obtenida con la realidad, podemos tener problemas con el hardware.

En informática y particularmente en infografía, el aliasing es el artefacto gráfico característico que hace que en una pantalla ciertas curvas y líneas inclinadas presenten un efecto visual tipo "sierra" o "escalón". El aliasing ocurre cuando se intenta representar una imagen con curvas y líneas inclinadas en una pantalla, framebuffer o imagen, pero que debido a la resolución finita del sustrato resulta que éste sea incapaz de representar la curva como tal, y por tanto dichas curvas se muestran en pantalla dentadas al estar compuestas por pequeños cuadrados (los píxeles).

Aliasing espacial al submuestrear un Patrón de moiré.

ANTI-ALIASING

En el área del procesamiento digital de señales en general, se le llama antialiasing a los procesos que permiten minimizar el aliasing cuando se desea representar una señal de alta resolución en un sustrato de más baja resolución.

En la mayoría de los casos, el antialiasing consiste en la eliminación de la información de frecuencia demasiado elevada para poder ser representada. Cuando tal información es dejada en la señal, se pueden producir artefactos impredecibles, tal y como puede verse en la figura 1-a.

En el contexto del procesamiento digital de señales, un procedimiento de antialiasing podría ser, por ejemplo, el filtrado de las frecuencias que exceden el criterio de Nyquist, limitando así el ancho de banda en la señal. Sin embargo, el término antialiasing aparece con mayor frecuencia en el contexto de los gráficos por computadora.

En infografía, el antialiasing es un algoritmo que permite evitar los artefactos asociados al aliasing gráfico, como por ejemplo los patrones de Moiré. La figura 1-a muestra en su parte superior las distorsiones visuales espurias que aparecen en una imagen sintética con detalles pequeños, cuando el antialiasing no se utiliza. En contraposición con la figura 1-b, en donde se ha utilizado un esquema de antialiasing, en esa imagen los cuadros blancos y negros se funden en tonos de gris, que es lo que se espera cuando el dispositivo gráfico es incapaz de mostrar la fineza de los detalles. La figura 1-c muestra la imagen que resulta al aplicar una segunda estrategia de antialiasing, esta vez basada en la transformada de Fourier de la imagen.

a

b

c