A0M38OSE Obrazové senzory

Atributy předmětu
Kód předmětu: 
A0M38OSE
Název: 
Obrazové senzory
Garant: 
Fischer J.
Vyučující: 
Fischer J.
Kredity: 
5
Rozsah: 
2p+2l
Semestr: 
Z,L
Zakončení: 
Z,ZK
Typ: 
A
Etapa: 
M
Role: 
V

Anotace:

Náplní je prezentace obrazových senzorů, optických soustav a osvětlovačů používaných v systémech počítačového vidění. Orientace je na vysvětlení principů jejich funkce a zásad použití tak, aby se absolvent orientoval v problematice a byl schopen volit vhodné technické vybavení pro danou aplikaci a měl představu, kde jsou jeho omezení.

Oblast problematiky:

-Optická projekční soustava (objektiv), výpočet zvětšení, clonové číslo, přenos jasu, vinětace, volba ohniskové vzdálenoszi objektivu a jeho zvětšení s ohledem na minimalizaci chyb
- Hloubka ostrosti zobrazení, volba mezikroužků, telecentrický objektiv, předsádkové čočky, fyzikální meze rozlišovací schopnosti při snímání obrazu,  OTF objektivu
- Fotodiodové snímače, optické závory, rastrové  snímání obrazu
- Optoelektronické senzory pro snímání obrazu, fotodiody, CCD řádkové, CCD plošné senzory pro kamery a digitální fotoaparáty.
- Elektronické obvody kamer CCD
- CMOS obrazové senzory - princip, funkce, programové a datové rozhraní
- Omezení vlastností senzoru -MTF senzoru, Nyquistova prostorová frekvence, šumy senzoru, fotonový šum v obrazu, meze dynamického rozsahu při snímání obrazu optoel. snímači
- Videosignál, digitalizace videosignálu, CCD kamera, režimy práce CCD kamery, elektronická závěrka, AGC, AES, gama korekce
- Snímání rychle proměnné scény, snímání obrazu za nízkých intenzit ozáření, chlazení obrazových senzorů
- Otázky volby druhu a způsobu osvětlení; výbojkové, žárovkové a LED osvětlovače
- Zdroje strukturovaného osvětlení a jejich použití, metody osvětlení pro zviditelnění hledaných jevů ve snímané scéně
- Optické metody vyloučení vlivu rušivých zdrojů světla při snímání obrazu, optická spektrální filtrace, polarizace světla, impulsní osvětlení

Inovované a všechny aktuální informace k předmětu A0M38OSE ZS2013/14, i 2015/2016 naleznete zde    

  

Návody ke cvičením  - staré 2012:
Přednášky - materiály k přednáškám OSE 2012 jsou na stránce:
measure.feld.cvut.cz/vyuka/predmety/A0M38OSE/prednasky_OSE 
(z formalních důvodů zde není automatický odkaz, ale musí se nakopírovat adresa stránky)

Přednášky:
1. PN přechod jako fotodetektor, základní princip funkce obrazových senzorů CMOS
materiály firmy Vishay pro  Fotodiody  a jejich měření, originál na http://www.vishay.com
Příklady snímačů CMOS  LM9617, LM9618, LUPA 1300, IBIS4-14000

12. Obrazové snímače CCD, CMOS, objektiv, výpočty pro volbu objektivu materiály_z_přednášky

13. MTF, OTF, objektiv, difrakční limit, geometrické chybym osvětlovače, příklady osvětlovačů (foto)
materiály_z_přednášky

Problémové okruhy ke zkoušce a kontrolní otázky z OSE  v1. 2012 
(problémové okruhy pro r.2010 ke zkoušce jsou v rozsahu látky přenášené na přednášce a prezentované v rámci cvičení)

Pro zopakování fyziky a optiky:
Stránky HyperPhysics
Stránky HyperPhysics- část optika 
Příručka měření světla: Ryer Alex ; Light Measurement Handbook

Doplňkové materiály k přednáškám a cvičením:

Optics,   osvětlovače, osvětlovače a řízení

Podmínky zápočtu:
Aktivní účast na cvičeních, znalost problematiky prezentované v rámci cvičení, zpracování výsledků laboratoří.

Literatura:
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

 

Účast na cvičeních je povinná

Hodnocení:
                    písemný test v semestru max. 25 bodů,  podle odpřednášené a odcvičené látky
                    zkouška                           max. 75 bodů

Výsledná známka z předmětu dle standardního 100 bodového hodnocení ECTS:

Klasifikační stupeň ECTS    A            B                    C                D                   E            F

Bodové hodnocení         100-90    89-80            79-70        69-60            59-50       < 50
Slovně                         výborně    velmi dobře    dobře    uspokojivě    dostatečně    nedostatečně

Laboratoř videometrie katedry měření ČVUT - FEL
Laboratory of Videometry  (Dept. measurement  ČVUT FEL)