Analýza obrazu- Slovníček pojmů
Úvod &gt: Strojové vidění &gt: Slovníček pojmů

Slovníček pojmů machine vision

Astigmatismus

je vada, kdy při zobrazení roviny kolmé k  optické ose dochází k tomu, že body v navzájem kolmých osách se nezobrazí ve stejné vzdálenosti. Astigmatismus také způsobuje rozdílné zobrazení, pokud paprsek dopadá na optickou soustavu kolmo nebo pod úhlem. Vzdálenost mezi body na optické ose, v nichž se protínají paprsky ze vzájemně kolmých os, se nazývá astigmatický rozdíl. Úsečky v těchto bodech se nazývají fokály. Astigmatismus je možné odstranit kombinací čoček. Výsledná soustava čoček, u níž se astigmatismus projevuje jen velmi málo, se nazývá anastigmát. Astigmatismus se projevuje zejména při zobrazování předmětů, které pozorujeme pod velkým zorným úhlem (např.  při fotografování). Naproti tomu u dalekohledů je zorný úhel poměrně malý, takže se u nich astigmatismus  neprojevuje.

Barevná vada (chromatická vada)

je vada, která souvisí s tím, že ohnisková vzdálenost čočky závisí na  indexu lomu a ten se mění podle barvy použitého světla (tedy podle vlnové délky). Bílé světlo je však složeno z různých vlnových délek a  každá jeho složka (tzn. každá barva) se při průchodu čočkou láme trochu jinak. Při průchodu čočkou s barevnou vadou tedy dochází k rozkladu světla. V důsledku této vady je obrazem bodu bod určité barvy, který je obklopen mezikružími jiných barev. Chromatickou vadu lze alespoň částečně odstranit vhodnou kombinací spojných a rozptylných čoček, což se nazývá achromatizace optické soustavy.

CCD

Vyčítání elektrického náboje u CCD senzorůje elektronická součástka používaná pro snímání obrazové informace. Uplatnění má například ve videokamerách, digitálních fotoaparátech, faxech, scannerech, čtečkách čárových kódů, ale i řadě vědeckých přístrojů, jakými jsou například astronomické dalekohledy (včetně například Hubbleova teleskopu). Zkratka CCD pochází z anglického Charge-Coupled Device, což v překladu znamená zařízení s vázanými náboji. CCD využívá podobně jako všechny ostatní světlocitlivé součástky fyzikálního jevu známého jako fotoefekt. Tento jev spočívá v tom, že částice světla foton při nárazu do atomu dokáže převést některý z jeho elektronů ze základního do tzv. excitovaného stavu. Odevzdá mu přitom energii a v polovodiči se takto uvolněný elektron může podílet na elektrické vodivosti respektive je možno ho z polovodiče odvést pomocí přiložených elektrod tak, jak se to děje například u běžné fotodiody. Ta proto po dopadu světla vyrábí elektrický proud. Stejně fungují i fotočlánky, které se používají jako zdroj elektrické energie. U CCD je ovšem elektroda od polovodiče izolována tenoučkou vrstvičkou oxidu křemičitého SiO2, který se chová jako dokonalý elektrický izolant, takže fotoefektem uvolněné elektrony nemohou být odvedeny pryč. Činnost CCD se skládá ze tří fází: příprava CCD, expozice obrazu a snímání obrazu. CCD transportuje elektrický náboj přes celý snímač až ke kraji, kde je vyčítán.

Clona

Ukázka otevřené a zavřené clonyje zařízení (otvor, jehož velikost se dá podle potřeby měnit), které reguluje množství světla procházejícího objektivem. Funguje na podobném principu jako lidská oční zornička a kontroluje množství světla, které dopadá na fotocitlivý materiál nebo obrazový snímač.

Clonové číslo

Clonové číslo udává množství světla

je poměr ohniskové vzdálenosti a průměru vstupní čočky. Udává světelnost objektivu.

CMOS

Vyčítání elektrického náboje u CMOS senzorůtechnologie CMOS (Complementary Metal–Oxide–Semiconductor) je používaná na převážnou většinu integrovaných obvodů. Používá se na výrobu čipů včetně mikroprocesorů, jednočipových počítačů a elektronické paměti typu SRAM, ale také například na obrazové senzory. Mezi nejdůležitější vlastnosti CMOS patří vysoká odolnost proti šumu a nízká spotřeba ve statickém stavu. Více energie se spotřebovává pouze na přepínání mezi zapnutým a vypnutým stavem tranzistoru, proto CMOS nespotřebovává tolik energie jako například nMOS nebo TTL. CMOS také umožňuje vyšší hustotu prvků na čipu. Většina současných CMOS snímačů funguje na principu použití tranzistoru u každého pixelu, který zesílí a odvede elektrický signál přímo od něj (pro představu, jako by od každého pixelu vedl elektrický vodič). Takovýmto CMOS snímačům se říká aktivní (APS – Active Pixel Sensors). U CMOS snímače může být tedy každý pixel vyhodnocen individuálně, nezávisle na hodnotách elektrického náboje v okolních pixelech. Výroba takového CMOS obrazového snímače má velmi blízko k výrobnímu procesu klasických mikroprocesorů.                                        

FPS

počet snímků za sekundu (Frame per Seconds).

Hloubka ostrosti

vyjadřuje rozdíl vzdálenosti nejbližšího a  nejvzdálenějšího předmětu, které se na výsledném snímku ještě lidskému oku jeví jako ostré. Chápání hloubky ostrosti vychází z definice ostrého a neostrého obrazu. Lidské oko má omezenou rozlišovací schopnost. Rozpozná dva body, jenom pokud jejich úhlová vzdálenost je vyšší než zhruba 1 úhlová minuta. Pokud jsou dva body blíže, začnou zdánlivě splývat do jediného bodu. Nakreslíme-li si okolo libovolného bodu kružnici s úhlovým poloměrem 1 minuta, pak všechny body ležící uvnitř této kružnice budou splývat s původním bodem a všechny body vně této kružnice budou vidět jako samostatné body.

Ohnisková vzdálenost

Princip optické soustavy - ohnisková vzdálenost

je vzdálenost čočky od jejich ohniska nebo jinak řečeno se jedná o vzdálenost od optického středu čočky takového bodu, do kterého čočka promítne obraz z nekonečna. Fyzikálně jednoznačnou definici ohniskové vzdálenosti vyslovil C. F. Gauss:  „Ohnisková vzdálenost předmětového (obrazového) prostoru je podíl lineární velikosti obrazu (předmětu) v ohniskové rovině k zdánlivé velikosti předmětu (obrazu) nekonečně vzdáleného.“  Z toho vyplývá, že  obecně mohou existovat pro daný optický systém dvě různé hodnoty ohniskové vzdálenosti, jedna pro prostor, kde se nachází předmět, tedy „před“ optickým systémem (tzv. předmětové ohnisko), druhá pro prostor, kde se vytváří obraz, tedy „za“ optickým systémem (tzv. obrazové ohnisko). Převrácená hodnota ohniskové vzdálenosti se nazývá optická mohutnost a měříme ji v dioptriích.

Pixel

Porovnání velikosti pixelu vůči velikosti zrna analogového filmu nebo průměru lidského vlasuzkrácení anglických slov picture element, obrazový prvek; jedná se o nejmenší jednotku digitální rastrové (bitmapové) grafiky. Představuje jeden bod obrázku zadaný svou barvou, např. ve formátu RGB či CMYK. Body tvoří čtvercovou síť a každý pixel je možné jednoznačně identifikovat podle jeho souřadnic.

Rozlišení kamery

počet pixelů, kterými může být obraz zachycen. Jako první se udává počet sloupců (šířka senzoru v pixelech) a následně počet řádků (výška senzoru v pixelech).

Strobe

v případě kamer uEye se jedná o digitální výstup, který řídí osvětlení (záblesk) scény.

Světelnost objektivu

je bezrozměrná hodnota, jejímž smyslem je informace o podílu propuštěného světla optickou soustavou, na niž se údaj vztahuje. Obvykle je udávána jako číslo jmenovatele ve zlomku s  čitatelem 1. Je to tedy podíl světla, který soustava propustí. Například teoreticky objektiv, který propustí veškeré světlo v úhlu záběru, by měl tedy ve jmenovateli 1 (1/1), tedy světelnost 1. Reálné optické soustavy vždy část světla pohltí a mají tedy číslo světelnosti vyšší (např. 2 = propustí 1/2 = polovinu, 5 propustí 1/5 – pětinu, apod.). V  některých případech je světelnost udávána zlomkem, jehož čitatel má hodnotu f, tedy např. f/6. Světelnost soustavy lze regulovat zacloněním směrem k vyšším hodnotám, tedy k nižší propustnosti.

Trigger

spouštěcí signál, který udává, v jakém okamžiku má dojít k sejmutí obrazu. Používá se hlavně tam, kde je plynulá výroba a je nutné přesně definovat okamžik snímání. Jako akční členy mohou sloužit různá čidla a senzory (indukční, kapacitní, optické nebo i mechanické).

Vady optických soustav

žádná optická soustava se nechová ideálně. Při zobrazování předmětů vznikají různé vady a deformace. Mezi nejčastější vady patří: barevná vada, zkreslení, astigmatismus, sférická vada, zklenutí a koma.

Velikost senzoru

Porovnání velikosti senzorů

je obvykle udávána v palcové míře: 1/3“, 1/1,8“, 1/2" nebo 2/3“ a podobně. Označení vychází z historického označování rozměrů snímacích elektronek v televizních kamerách v 50. letech. Míra se netýká přímo snímače, ale skleněného obalu kolem snímače. Z historických důvodů se toto podivné měření udrželo. Reálná velikost úhlopříčky snímače je přibližně 2/3 uváděné velikosti v palcové míře. Např. velikost úhlopříčky 1/2" senzoru není 12,5mm (25 : 2), ale právě 2/3 této hodnoty, což je 8mm.

Výpočet hloubky ostrosti

pro výpočet hloubky ostrosti můžete použít tuto kalkulačku . Hloubka ostrosti je obecně při práci jedním z důležitých prvků zásadním způsobem ovlivňující kvalitu výsledného snímku a vzhledem k tomu je nutno věnovat ji náležitou pozornost. To platí zvláště při makrofotografii, kde se hloubka ostrosti pohybuje většinou v řádech několika milimetrů.

Hloubku ostré kresby lze vypočítat také pomocí výrazu:

h = 2 zc [(1+m)/m2]

kde: c = clonové číslo, m = je příčné zvětšení, z = průměr rozptylového kroužku (nejčastěji se udává, že se velikost rozptylového kroužku rovná 1/1000 až 1/500 ohniskové vzdálenosti objektivu). Rozptylový kroužek je vlastně ploška, jejíž velikost ohraničuje to, co ve fotografii považujeme za bod (taková hranice je možná díky nedokonalosti lidského oka). Tato povolená neostrost vymezuje v předmětovém prostoru vzdálenosti, mezi kterými při daných vlastnostech objektivu leží předměty, které se zobrazí s ještě přípustnou neostrostí, nepřesahující velikost rozptylového kroužku.

Zkreslení obrazu

Zkreslení poduškovité a soudkovitéke zkreslení dochází tehdy, je-li zvětšení vnějších částí předmětu odlišné od zvětšení vnitřních částí. Zkreslení lze dobře vidět pomocí tzv. rastru. Pokud jsou vnější části předmětu zvětšeny více, mluvíme o poduškovitém zkreslení, jsou-li naopak zvětšeny méně než vnitřní části, pak se jedná o zkreslení soudkovité. Soustava, u níž nedochází ke zkreslení, se nazývá ortoskopická.

Zorné pole

Grafické vyjádření zorného poleje část prostoru, které je objektiv schopen zachytit a ze kterého do něj přicházejí světelné paprsky.
Zorný úhel – je číselným vyjádřením zorného pole. Ve vědeckých a odborných pracích se obvykle určuje jako úhel (úhlová vzdálenost) od osy přístroje po nejzazší efektivně pozorovatelný bod v daném směru. V praxi se však často zorný úhel bere jako úhel mezi dvěma krajními pozorovatelnými body ve vodorovné nebo svislé rovině. Jeho hodnota je pak dvojnásobná oproti předchozímu („vědeckému“) vyjádření.

Nenašli jste ve slovníčku nějaký pojem z oblasti strojového vidění? Kontaktujte nás, rádi vaše dotazy zodpovíme a slovníček pro vaše potřeby doplníme.

Pokud chcete být pravidelně informováni o novinkách nejen ze světa analýzy obrazu, přihlaste se k odběru našeho newsletteru .

 
 
Mapa webuO webu | Tisknout stránku  | 
|
Vyrobila: Omega Design
 
Při poskytování našich služeb nám pomáhají soubory cookie. Využíváním našich služeb s jejich používáním souhlasíte. Další informace  Rozumím