câmeras eng 639 – processamento de imagens digitais

Câmeras

Eng 639 – Processamento de Imagens Digitais

Classificação das Câmeras Quanto ao tipo de sinal de vídeo

Analógica Padronizadas (RS-170, CCIR, …) Não-padronizadas

Digitais Padronizadas (Camera Link e Firewire) Não-padronizadas

Classificação das Câmeras Quanto à forma do sensor

Áreas (sensibiliza um quadro da cena a cada unidade de tempo)

Linha (sensibiliza uma linha a cada unidade de tempo – para formação da imagem, o objeto tem que está em movimento)

“Line-scan camera”

Classificação das Câmeras Quanto ao photo-sensor

Tubos de câmera Vidicom Saticon Plumbicon

Estado sólido (chip) CCD CMOS

Padronizada x Não-padronizada Padrão de vídeo:

Freqüência Número de linhas

por quadro Razão

altura:largura Sincronização Codificação da

imagem Nível de voltagem

Não-padrão Relógio do pixel

(pixel clock) Acionamento

controlado (trigger control)

Maior resolução, progressivo, …

(preocupação na esco-lha da placa de aquisição)

Padronizada x Não-padro-nizada

Vídeos Padrões – monocro-máticos RS-170

525 linhas/quadro 30

quadros/segundo 2:1 interlaçado 4:3 relação

larg./alt. 1-volt de

amplitude

CCIR 625 linhas/quadro 25

quadros/segundo 2:1 interlaçado 4:3 1-volt

Vídeos Padrões- Coloridos Composto (cor e

brilho em um sinal) NTSC PAL PAL-M

(introduz distorção na cor)

Componente (3 cores em sinais distintos) RGB HSB (cor,

saturação e brilho) Y/C (Brilho e cor) –

S-vídeo, Super-vídeo, S-VHS

Vídeos Padrões- Coloridos

Decodificação para a tela

NTSCSeparador

Brilho/cor

Modulador de cor

Matriz de Cor

R

G

B

Y

C I

Q

Vídeos Padrões- Coloridos HDTV (High-

definition TV) 720x1280 ou

1080x1920 16:9 larg./altura Progressivo ou

interlaçado 24, 30 ou 60 Hz

SVGA (Super Video Graphic Array) Resolução variável 100 quadros/seg.

CCD (Charge Coupled Device) Conjunto de foto-sensores – cada

elemento = pixel

Voltagem Energia eletromagnética (400 – 1000 nm – silício) 2 photons 1 elétron 50.000 elétrons 1 volt

Princípio de funcionamento

Photon

Diafragma Eletrônico

V

Princípio de funcionamento

Princípio de funcionamento

Princípio de funcionamento

Princípio de funcionamento

Princípio de funcionamento

CCD Sensibilidade

Imagem gerada pelo CCD

1000

400)()()(),(

dSOIyxf

Câmera Colorida com 1 CCD

Câmera colorida com 1 CCD

Câmera colorida com 3-CCD

Câmera colorida com 3-CCD

Progressivo x Interlaçado

Progressivo x Interlaçado

Especificações Importantes nas Câmeras

CCD

Tamanhos de CCD nas Câmeras

a - mm

b - mm

c - mm

1/4” 2,4 3,2 4

1/3” 3,6 4,8 6

1/2” 4,8 6,4 8

2/3” 6,6 8,8 11

1 9,6 12,8 16

ca

b

Número de pixels Sinal padronizado exige:

RS-170: (525-40)x4/3=647ppl

CCIR: (625-50)x4/3=767ppl

Resolução (“TV lines”) Número de linhas verticais que

uma câmera ou monitor pode capturar ou mostrar. Segurança: 300 lines TV Metrologia: 500 lines TV

Correção do Gamma Tela com base em

Tubos de Raios Catódicos:

Valor típico: 2,3 – 2,5

Com a finalidade de compensar a não-linearidade é aplicada uma correção á voltagem da câmera

0,45 Para a indústria é

interessante ter correção = 1,0

oIkVI

Ganho (“Gain”) O tempo de exposição não é

suficiente para criar uma imagem que explore todos os níveis de cinza.

Gain

CCD x CMOS CMOS permite que se inclua na

pastilha circuitos de controle, conversores A/D, funções específicas de processamento de imagem => câmeras mais compacta e inteligente

CMOS consome 1/5 da energia do CCD