Obrazová fotonika

Vztahy:

Podmínkou zápisu na předmět B2M37OBF je, že student si nejpozději ve stejném semestru zapsal příslušný počet předmětů ze skupiny BEZBM

Předmět B2M37OBF může být splněn v zastoupení předmětem B2M37OBFA

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra radioelektroniky

Anotace:

Předmět je věnovaný pokročilým partiím obrazové fotoniky se zvláštním důrazem především na zobrazovací a snímací systémy. Studenti získají znalosti z geometrické a vlnové optiky a 2D fourierovské optice a optických procesorů. Sensory obrazu, fyzikální principy, model a metody předzpracování obrazové informace. V druhé části předmětu jsou probírány partie z obrazová fotonika ve speciálních aplikacích zahrnující převaděče a zesilovače obrazu a elektronovou optiku.

Požadavky:

Předpokládá se znalost fyziky, matematické analýzy a analýzy signálů a soustav.

Osnova přednášek:

1. Úvod, fyzikální principy obrazové fotoniky

2. Geometrická a vlnová optika

3. Zobrazovací systémy - návrh, konstrukce, typy, aplikace, měření

4. Fotometrie, radiometrie, kolorimetrie - základní vzorce, aplikace, osvětlování

5. Fourierovská optika - typy subsystémů, maticová optika - popis optického systému

6. Obrazové sensory I. - vakuové, komutovaná pole fotoprvků (CMOS apod.), termovize

7. Obrazové sensory II. - CCD obrazové sensory - vlastnosti, speciální sensory

8. Obrazové displeje - obrazovky, pole LED a laserových diod, LCD, plasmové, DMD

9. Převaděče a zesilovače obrazu - speciální aplikace (noční vidění, rentgenové systémy)

10. Fotografie, holografie, polygrafie - fyzikální principy, sensitometrie, densitometrie

11. Optické (fotonické) procesory - 2D FT, 2D korelace, filtrace, algebraické procesory

12. Elektronová optika pro zobrazování - elst a mg čočky, typy elektronových trysek

13. Zpracování obrazu pro fotoniku - kompenzace reálných vlastností sensorů a displejů

14. Závěr, shrnutí látky a přehled vývojových trendů v obrazové fotonice

Osnova cvičení:

1. Úvod, seznámení s organizací a náplní cvičení, rozdělení do skupin

2. Výklad úloh - MTF kamery, optická 2D Fourierova transformace, Obrazové sensory

3. MTF kamery - stanovení přenosové funkce optické soustavy, vliv objektivu

4. Optická 2D Fourierova transformace - 2D prostorová analýza a filtrace

5. Obrazové sensory - spektrální a časové charakteristiky, snímací apertura

6. Test

7. Výklad úloh - Obrazové displeje, Elektronová optika, Osvětlování

8. Obrazové displeje - spektrální a časové charakteristiky, barevné podání

9. Elektronová optika - pohyb elektronu v elst a mg poli, zobrazovací soustavy

10. Osvětlování - návrh osvětlovací soustavy, barevná teplota osvětlení

11. Test

12. Simulace na počítači - aperturové zkreslení, prostorová a spektrální reprezentace

13. Teoretický seminář - procvičení příkladů z teoretických partií látky

14. Závěr, hodnocení a zápočet cviceni

Cíle studia:

Studenti se seznámí s principy a metodami obrazové fotoniky. Zvláštním zřetel bude kladen na oblast geometrické, vlnové a fourierovské optiky, pokročilé metody snímání obrazu a optické procesory.

Studijní materiály:

[1] Saleh, B.E.A., Teich, M.C.: Základy fotoniky. (4 svazky), Matfyzpress, Praha 1994-1996

[2] B. Jahne, Image Processing for Scientific Applications, CRC, New York, 1997.

[3] J. W. Goodman, Introduction to Fourier Optics, 3rd edition, Roberts&Company Pub., 2005

Poznámka:

Další informace:

https://moodle.fel.cvut.cz/courses/B2M37OBF

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: