Bandas mach

Bandas de Mach es una ilusión óptica que lleva el nombre del físico Ernst Mach. Exagera el contraste entre los bordes de los tonos de gris ligeramente diferentes, tan pronto como entran en contacto entre sí, activando la detección de bordes en el sistema visual humano.

Explicación

El efecto de las bandas de Mach se debe al filtrado espacial de alto impulso realizado por el sistema visual humano en el canal de luminancia de la imagen capturada por la retina. Mach reportó el efecto en 1865, conjeturando que el filtrado se realiza en la propia retina, por inhibición lateral entre sus neuronas. Esta conjetura está respaldada por observaciones en otros sentidos (no visuales), como lo señaló von Békésy. El patrón visual a menudo se encuentra en superficies curvas sujetas a una iluminación natural particular, por lo que la aparición de filtrado puede explicarse como el resultado de estadísticas de imagen aprendidas. El efecto del filtrado se puede modelar como una convolución entre una función trapezoidal que describe la iluminación y uno o más filtros de paso de banda. Se obtiene una aproximación estrecha mediante un modelo que emplea 9 filtros incluso simétricos escalados a intervalos de octava.

El efecto es independiente de la orientación del límite.

En radiología

Es importante tener en cuenta este fenómeno visual cuando se evalúan radiografías dentales en busca de evidencia de caries, en las que se analizan imágenes en escala de grises de dientes y huesos en busca de variaciones anormales de densidad. Un diagnóstico radiológico falso positivo de caries dental puede surgir fácilmente si el médico no tiene en cuenta la probabilidad de esta ilusión. Las bandas de Mach se manifiestan adyacentes a restauraciones o aparatos de metal y en el límite entre el esmalte y la dentina. Las bandas de Mach también pueden dar como resultado un diagnóstico erróneo de fracturas radiculares horizontales debido a las diferentes intensidades radiográficas del diente y el hueso.

El efecto Mach también puede conducir a un diagnóstico erróneo de neumotórax al crear una línea oscura en la periferia del pulmón (mientras que un neumotórax verdadero tendrá una línea pleural blanca).

En infografía

Las bandas de Mach también pueden aparecer cuando hay una discontinuidad en la derivada de un gradiente, un efecto visual común cuando las intensidades se interpolan linealmente, como en el sombreado de Gouraud.

Los sistemas informáticos de procesamiento de imágenes utilizan la detección de bordes de forma análoga al cerebro, utilizando máscaras de enfoque para aclarar los bordes en las fotos, por ejemplo.