Post on 12-Sep-2019
Procesarea Imaginilor
(An 3, semesterul 2)
Curs 2: Modelul camerei. Procesul de formare a imaginilor
Technical University of Cluj Napoca
Computer Science DepartmentIMAGE PROCESSING
Tipuri de senzori
• CCD – Charge Coupled Device
• Fiecare celula (senzor) convertesteenergia luminoasa in sarcinaelectrica, in faza de expunere(integrare)
• Dupa expunere, sarcinile colectatesunt transferate intre celulele vecine, spre iesire.
• Iesirea finala este amplificata sidigitizata
Technical University of Cluj Napoca
Computer Science DepartmentIMAGE PROCESSING
Tipuri de senzori
• CMOS – Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, numit siActive Pixel Sensor (APS)
• Fiecare pixel contine un element fotosensibil (de exemplu o fotodioda), si un circuit de amplificare
• Citirea se poate face fara distrugereasarcinii
• Reset este folosit pentru a stergesarcina, si deci pentru a incepeefectiv o perioada de expunere
Technical University of Cluj Napoca
Computer Science DepartmentIMAGE PROCESSING
Senzori color
• Orice culoare poate fi exprimata ca o combinatie de trei componente, Rosu, Verde si Albastru (RGB)
• Pentru a percepe culoarea, se folosesc filtre RGB in combinatie cu senzorii CCD sau CMOS, care sunt monocromi.
• Filtrele lasa sa treaca doar un interval restrans de frecvente, corespunzator culorilor filtrelor.
• Solutii: modelul Bayer, sau folosirea a trei senzori.
Technical University of Cluj Napoca
Computer Science DepartmentIMAGE PROCESSING
Decodificarea modelului Bayer
Technical University of Cluj Napoca
Computer Science DepartmentIMAGE PROCESSING
Expunerea senzorului
• Timpul de expunere reprezinta timpul in care elementele fotosensibile convertesc si acumuleaza energia luminoasa.
• Luminozitatea imaginii este direct proportionala cu expunerea.
• Daca este fotografiata o scena in miscare, o expunere lunga va avea ca rezultat o imagine neclara (“motion blur”).
• Daca scena e foarte luminoasa, o expunere prea lunga duce la saturatie (toata imaginea va fi alba).
• Controlul expunerii: mecanic sau electronic.
Technical University of Cluj Napoca
Computer Science DepartmentIMAGE PROCESSING
Amplificarea (sensibilitatea) senzorului
• Majoritatea camerelor video si a aparatelor foto permit reglareaamplificarii semnalului analogic inainte de conversia digitala.
• Amplificarea mareste sensibilitatea la lumina, dar amplifica si zgomotul.
• Amplificarea (Gain) este in relatie directa cu numarul ISO de la camerele foto digitale.
Technical University of Cluj Napoca
Computer Science DepartmentIMAGE PROCESSING
Focalizarea imaginii
• Depth of field – intervalul de
distante pentru care cercul de confuzie este mai mic decat
rezolutia senzorului (mai mic decat dimensiunea unui pixel).
• Acest interval depinde de mai multi factori: apertura, distanta
focala, distanta de la care incepe
acest interval.
Technical University of Cluj Napoca
Computer Science DepartmentIMAGE PROCESSING
Corectia distorsiunilor - exemple
Left - 2D detection error: Undistort vs. Distort
-8.000
-6.000
-4.000
-2.000
0.000
2.000
4.000
6.000
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Target no.
Err
or
[pix
els
[
ErrX
ErrY
8.5 mm lens, CCD camera
Distorted imageUndistorted image
Difference image
Technical University of Cluj Napoca
Computer Science DepartmentIMAGE PROCESSING
Corectia distorsiunilor - exemple
Distorted imageUndistorted image
Right - 2D detection error: Undistort vs. Distort
-1.000
-0.500
0.000
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Point
Err
or
[pix
els
]
ErrX
ErrY
16 mm lens, CCD camera