T3. Adquisición de Imagen. Sensores
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- Susana Aguilar Fuentes
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1 Índe T3. Adquón de Imagen. Senoe Fundamento de Vón po Computado Stema Infomáto Avanzado Medón de la luz. Radometía y fotometía. Modelo de eflexón de la luz. La funón de efletana -deonal BRDF. Reflexón epeula y dfua. El modelo domáto. Senoe: Modelo del eno. Vón humana. Etutua del ojo: Cámaa CCD CMOS Cámaa matale y lneale. Vídeo analógo y dgtal. Oto enoe Repeentaón de la magen Mueteo y uantzaón Tpo de mágene. T3. Adquón. Senoe. Medón de la luz. Radometía Radometía Ilumnaón. Reflexón upefe ojeto. Poyeón en el plano magen. T3. Adquón. Senoe. 3 T3. Adquón. Senoe. 4
2 Radometía Radometía Ángulo óldo Enegía adante julo Q da o d ω dω d dφ n Flujo adante w Φ dq / dt Iadana w / m E dφ / da Ángulo óldo da o dω n d d Intendad adante w / I dφ / dω A Ω R Radana w / m d Φ L da dω da 0 d Φ o dω T3. Adquón. Senoe. 5 T3. Adquón. Senoe. 6 Fotometía Radometía / Fotometía Repueta epetal del ojo humano: nm Cono: Fotópo V Batone: Eotópo V Eotópa V Fotópa V Medda fotométa: medda fológa elatva a la efena epetal del ojo humano. lm 780nm QV 683 Q V d w 380nm lm 780nm QV ' 683 Q V ' d w 380nm Magntud adométa Enegía adante Flujo adante Iadana Intendad adante Radana Magntud fotométa Enegía lumnoa Flujo lumnoo Ilumnana Intendad lumnoa Lumnana T3. Adquón. Senoe. 7 T3. Adquón. Senoe. 8
3 Reflexón de la luz en lo ojeto Reflexón de la luz en lo ojeto Se aume: La adana eflejada en un punto de la upefe e deda a la adana eda en ete punto. La adana eflejada a una eta longtud de onda e deda a la adana eda en ee punto a la mma longtud de onda. La upefe no genean luz ntenamente. ρ d Funón de dtuón de efletana deonal BRDF: Popoón de la adana eda y la adana eflejada en una eta deón. L x f L x o dω En geneal: dl x E f x de x T3. Adquón. Senoe. 9 T3. Adquón. Senoe. 10 Iadana magen Reflexón de la luz en lo ojeto Reflexón la upefe Reflexón del uepo Iadana epetal magen E p E p' L π d 4 4 z' o α Supefe epeulae. Supefe dfua. Supefe Lametana dfua deale: La adana eflejada no depende del ángulo. Su BRDF e una ontante. T3. Adquón. Senoe. 11 T3. Adquón. Senoe. 1
4 13 T3. Adquón. Senoe. Modelo de eflexón domáto Radana eflejada en un punto de la upefe de un ojeto Shafe 1985: S e aume deléto no homogéneo: Mma popedade de eflexón a lo lago de toda la upefe del ojeto: BRDF L L L + m m L + h g f + gh magntude ente 0 y 1 14 T3. Adquón. Senoe. Modelo NIR Modelo de eflexón del ntefaz neutal NIR: Reflexón upefal no depende de. BRDF La luz eflejada en la upefe tene la mma dtuón epetal que la ndente. m m L + h g f + gh magntude ente 0 y 1 Intefaz neutal 15 T3. Adquón. Senoe. Stema de oodenada Mundo Wxyz Ojeto Bx y z Cámaa Cx y z Imagen eal Ix y Imagen pxel Ij 16 T3. Adquón. Senoe. Integaón en el eno Integaón en el eno α π 4 ' o ' 4 z d L E p t dt d R t y x E y x Q ' ' ' ' Repueta epetal del eno
5 Cámaa CCD Modelo del eno Cámaa CCD K e puede modela omo una vaale aleatoa de meda 1 y devaón típa σ K N q e puede modela omo una vaale aleatoa de dtuón unfome en el ntevalo [-q/q/] y vaanza q /1 Caga eléta númeo de eletone eogdo en un píxel. T3. Adquón. Senoe. I j q t x' y' E x' y' t S x' y' q dx' dy' d dt Repueta epaal del eno en un punto. dadx dy áea de un píxel Efena quánta: númeo de eletone po undad de enegía. 17 CCD Chage Coupled Deve T3. Adquón. Senoe. Coente oua. Eletone geneado po enegía téma. D j A K I j + N + N + N + N Ganana del amplfado/ámaa. Rudo de aptua. Inetdume quánta del númeo de eletone almaenado. t Rudo de del amplfado. Defeto en la efena quánta y epueta epaal. a Rudo po efeto geométo jtte en la detzaón y de la uantzaón. q 18 Vón humana. Etutua del ojo Vón humana. Etutua del ojo Componente pnpale del ojo Equema del modelo del ojo no aomodado de Helmoltz Funona omo una ámaa de ampo vual 160ºx135º. Sufe de vao aeaone geométa y omáta. Rango de aomodaón [6068] doptía 1/m: foal ente [1517] mm. Dtuón ono y atone en la etna Cono en la fóvea Cono aumentan de tamaño on la exentdad y atone en la pefea. Fotoeeptoe [330730] nm: 100 mllone atone y 5 mllone ono appox. Fóvea: áea mayo onentaón ono. Maula lútea: áea de gan onentaón de ono. Batone muy enle: nluo a un fotón. Campo eepto: áea de la etna onetada a una neuona. T3. Adquón. Senoe. 19 T3. Adquón. Senoe. 0
6 Cámaa CCD Cámaa CCD Eaneado no pogevo CCD Chage Coupled Deve Patón de Baye CCD olo Vídeo entelazado Eaneado pogevo Vídeo no entelazado T3. Adquón. Senoe. T-CCD CCD olo 1 T3. Adquón. Senoe. Cámaa matale y lneale Señale de vídeo Cámaa matal Vdeo analógo: Cámaa onvete D/A y amplfa. Vídeo entelazado y no entelazado. PAL / CCIR: Entelazado. 5 fame/eg. NTSC / RS-170A: Entelazado 30 fame/eg. Cámaa lneal Vdeo dgtal: Bu dgtal ente ámaa y odenado. Camea Lnk. IEEE-1394 fewe -lnk: Etánda D-CAM T3. Adquón. Senoe. 3 T3. Adquón. Senoe. 4
7 Oto enoe Stema de adquón de mágene Colo y multepetale. Rayo X MR CT... Senoe de ango: Eáne láe. Luz etutuada. CT MR Ilumnaón Señal de vdeo Exy Lxy Ixy Cámaa y ópta Ij Tajeta de adquón T3. Adquón. Senoe. RX 5 T3. Adquón. Senoe. Ojeto de la eena Odenado 6 La magen Etutua magen deta Funón Ixy. Matz numéa Ij. Píxel: Valo ntendad lumnoa. Nvel de g magen monoomáta. Imagen: Etutua de dato de nfomaón deta. Poeo de detzaón : Mueteo. Cuantzaón. Ixy Cuantzaón Ij Funón nvel de g Ixy en el plano magen x-y Detzaón x T3. Adquón. Senoe. Valoe de ge en la matz numéa Ij 7 T3. Adquón. Senoe. y Mueteo j 8
8 Cuantfaón y mueteo Tpo de mágene Cuantzaón Mueteo Imágene monoomáta. Imágene naa. Imágene en olo multanda. Imágene de ango. Monooma Bnaa T3. Adquón. Senoe. 9 Colo T3. Adquón. Senoe. Multepetal Rango 30 Fomato de fheo magen Blogafía Fomato de ahvo magen: JPEG GIF PNG PPM BMP TIFF et. Método de ompeón: Compeón loy on pédda de nfomaón Compeón lole n pédda de nfomaón Ejemplo: una magen 5x300: PPM: 68K GIF: 40K JPEG: 41-6K Báo: Foyth D.A. and Pone J.; Compute Von: A Moden Appoah Pente Hall 003. Complementao: Jähne B. Patal Handook on Image Poeng fo Sentf Applaton CRC Pe Jan R.; Katu R.; and Shunk B.G.; Mahne Von MGaw-Hll In Shapo L. and Stokman G.; Compute Von Pente Hall 000. T3. Adquón. Senoe. 31 T3. Adquón. Senoe. 3
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