Obrazové senzory

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra měření

Anotace:

Náplní je prezentace obrazových senzorů CCD a CMOS, optických soustav

a osvětlovačů používaných v systémech zpracování obrazů a počítačového

vidění. Jsou vysvětleny principy funkce, chyby a omezení i zásady

jejich použití.

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/A0M38OSE

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Optická projekční soustava, výpočty, chyby, OTF, vinětace

2. Rastrové snímání obrazu, fotodiodové snímače

3. Optoelektronické senzory CCD (řádkové a plošné) pro snímání obrazu

4. CMOS obrazové senzory, princip snímání, uspořádání

5. Omezení vlastností senzoru, MTF, šumy

6. Kamery a optika pro snímání v infračervené oblasti; noční snímání, zesilovač jasu obrazu

7. Videosignál, digitalizace videosignálu

8. Bloky a funkce digitálního fotoaparátu a kamery a jejich rozhraní

9. Digitální kamery a jejich rozhraní, přenos digitalizovaného obrazu

10. Kamery pro snímání za speciálních podmínek (astronomie, medicína, vojenství)

11. Volba druhu a způsobu osvětlení snímané scény

12. Zdroje strukturovaného osvětlení a jejich využití

13. Optické metody vyloučení vlivu rušivých zdrojů světla

14. Příkladová studie systému, rezerva

Osnova cvičení:

1. Úvod, bezpečnost práce, seznámení s přístroji používanými při práci v laboratoři

2. Fotodiody, optické závory, charakteristiky senzorů

3. CCD řádkový senzor, jeho řízení a výstupní signál

4. Plošná CCD kamera, videosignál, standard CCIR, PAL (AGC, AES, gamma korekce, ...)

5. Kamera s CMOS obrazovým snímačem, funkce elektronické závěrky

6. Objektiv, experimenty zvětšení, výtah, úhel obr. pole, hloubka ostrosti, vinětace

7. Určení geometrických chyb objektivu, přesné měření polohy se subpixelovou interpolací

8. Snímání proměnné scény CCD kamerou s elektronickou závěrkou

9. Laserový triangulační snímač vzdálenosti, princip 3D měření s laserovou „rovinou“

10. Chyby a nedokonalosti při snímání digitálním fotoaparátem

11. LED osvětlovače, směrově vyzařovací charakteristiky

12. Experimenty a snímání se zdroji světla s časově proměnnou intenzitou vyzařování

13. Měření rozměrů a plochy, opakovatelnost, chyby a mez rozlišovací schopnosti

14. Hodnocení laboratorního projektu, zápočet

Cíle studia:

Studijní materiály:

[1] Holst, G.: CMOS/CCD sensors and camera systems, JCD Publishing 2007

[2] Hecht, E.: Optics, 4th Edition, 2001

[3] Saleh, B.E.A., Teich, M.C.: Fundamentals of Photonics. Wiley, New York 1991

[4] Fischer, J.: Optoelektronické senzory a videometrie. Skripta ČVUT, Praha 2002

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14p+6l

Další informace:

https://moodle.fel.cvut.cz/courses/A0M38OSE

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: