escáneres fotogram

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escáneres fotogram

  1. 1. Elia Quirós Rosado [email_address] Escuela Politécnica U. de Extremadura Mayo 2007 Tema 6 Escáneres Fotogramétricos
  2. 2. ¿Qué es un escáner? <ul><li>Un escáner es un dispositivo que convierte en formato digital el contenido de un documento en formato analógico . </li></ul><ul><li>En fotogrametría se utiliza para la digitalización de fotogramas. </li></ul><ul><li>En el mercado existe una disponibilidad reducida de escáneres de elevada resolución y precisión, mientras que abundan los escáneres de sobremesa, que a su vez están ganando en prestaciones. </li></ul>
  3. 3. Principios de diseño <ul><li>Geometría del sensor y disposición física de la fotografía: </li></ul><ul><li>Los elementos sensoriales del CCD se pueden disponer de modo: </li></ul><ul><ul><ul><li>Unitario </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Lineal </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Matricial </li></ul></ul></ul><ul><li>El fotosensor o fotosensores digitalizan el área mediante barridos lineales/bilineales, mediante movimientos de rotación o de avance. En algunos escáneres es el fotosensor el que permanece fijo y el carro es el móvil. </li></ul>
  4. 4. Principios de diseño (I) <ul><li>Geometría del sensor y disposición física de la fotografía: </li></ul><ul><ul><li>Escáneres de tambor: </li></ul></ul><ul><ul><li>Incorporan sensores individuales, el fotograma se engancha al tambor y el sensor se mueve en sentido paralelo al eje del tambor, cuando se completa una fila el tambor rota y el sensor continúa registrando una nueva fila. </li></ul></ul><ul><ul><li>Escáneres Planos: </li></ul></ul><ul><ul><li>Ofrecen mayor exactitud y precisión geométrica, van equipados de sensores lineales o matriciales </li></ul></ul>
  5. 5. Principios de diseño (II) <ul><li>Geometría del sensor y disposición física de la fotografía: </li></ul>Escáner Tambor Escáneres planos
  6. 6. Principios de diseño (III) <ul><li>Sistemas de iluminación: </li></ul><ul><ul><li>Iluminación directa: </li></ul></ul><ul><ul><li>El haz de luz directa se convierte en luz coherente puntualmente al pasar por el condensador. Su principal ventaja es que reducen los posibles efectos de desenfoque. </li></ul></ul><ul><ul><li>Iluminación difusa: </li></ul></ul><ul><ul><li>Se interpone una placa de vidrio translúcida o utilizando directamente luz fluorescente. Sus principales ventajas son que reduce en hasta un 20% el ruido de la imagen y que se disimulan las posibles partículas y/o rasgaduras de la película. </li></ul></ul>
  7. 7. Principios de diseño (VI) <ul><li>Sistemas de iluminación: </li></ul>
  8. 8. Tamaños de píxel <ul><ul><li>En teoría el píxel es la unidad mínima de información digital. Pero en los escáneres nos encontramos con distintas notaciones: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Píxel del sensor : el tamaño del píxel coincide con el tamaño del sensor </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Píxel escaneado : porción de superficie que proyecta el elemento sensorial sobre la mesa de digitalización </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Píxel interpolado : tamaño del píxel resultante en la imagen digital, éste puede haber sido manipulado geométricamente y remuestreado mediante software. </li></ul></ul></ul>
  9. 9. Tamaños de píxel (I) <ul><ul><li>La relación Píxel del sensor Píxel interpolado </li></ul></ul><ul><ul><li>depende de: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>velocidad de escaneado </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>tiempo de integración </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>aumento óptico de la lente del sensor </li></ul></ul></ul><ul><li>En los escáneres lineales planos el tamaño del píxel en la alinación del sensor es igual al píxel del sensor o depende de 3 , mientras que el tamaño en la dirección de barrido depende de 1 y 2 . </li></ul><ul><li>En los escáneres matriciales planos el tamaño del píxel sólo dependen de 3 </li></ul>
  10. 10. Tamaños de píxel (II) <ul><ul><li>La relación entre el píxel digitalizado y la resolución de la película debe cumplir la siguiente relación: </li></ul></ul>
  11. 11. Clasificación de Errores <ul><ul><li>Las fuentes de error en los escáneres provocan problemas geométricos y radiométricos, para detectarlos y/o corregirlos habrá que calibrar el escáner. </li></ul></ul><ul><ul><li>Según la frecuencia de variación de los errores podremos distinguir entre: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Errores de variación lenta: distorsión de la lente, defectos de señal del píxel, desenfoque... </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Errores de variación rápida: movimiento mecánico, instabilidades en la iluminación, vibraciones, polvo... </li></ul></ul></ul>
  12. 12. Calibración de escáneres <ul><ul><li>La calibración de escáneres es esencial en la cadena fotogramétrica: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Calibración geométrica se puede hacer de dos modos: </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>escáneres matriciales, con reséau integrado (invisible) la calibración se realiza en cada digitalización, transformando y remuestreando teselas de imagen digitalizadas según las coordenadas reseau conocidas. </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Escáneres lineales, se digitaliza una placa reseau y su medición automática permitirá plantear y resolver la transformación geométrica correspondiente. </li></ul></ul></ul></ul>
  13. 13. Calibración de escáneres (II) <ul><ul><ul><li>Calibración radiométrica se analiza la respuesta radiométrica de los sensores a determinadas densidades previamente tabuladas. En los sensores se estucia la linealidad radiométrica, el ruido, el rango dinámico... </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Se digitaliza la escala de grises de la tabla de densidades </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Se agrupan los grupos de píxeles que en teoría deben tener el mismo valor radiométrico </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Se calculan los valores medios y las desviaciones típicas de cada nivel de gris </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>con los valores de gris se estudia la linealidad estableciendo un ajuste del logaritmo de niveles de gris y de la densidad. </li></ul></ul></ul></ul>
  14. 14. Requisitos de los escáneres fotogramétricos <ul><ul><li>Geométricos : precisión de 2  </li></ul></ul><ul><ul><li>Resolución de la imagen : debe permitir al menos un tamaño de píxel digitalizado de 10X10  en B/N y 15X15  en color </li></ul></ul><ul><ul><li>Ruido : 0.03-0.05D en fc del tamaño del pixel </li></ul></ul><ul><ul><li>Rango dinámico : 0.1-0.2D en película B/N y 0.2-3.5D en película color </li></ul></ul><ul><ul><li>Compresión de datos: sin pérdida de información </li></ul></ul><ul><ul><li>Interfaz : facilidad de manejo del software de digitalización. </li></ul></ul>
  15. 15. Para saber más <ul><li>Revistas </li></ul><ul><ul><li>MAPPING : http://www. mappinginteractivo .com/ </li></ul></ul><ul><ul><li>ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing </li></ul></ul><ul><ul><li>PE&RS Photogrammetric Engineering and Remote Sensing </li></ul></ul><ul><ul><li>Asociaciones </li></ul></ul><ul><ul><li>(ASPRS) La American Society for Photogrammetry and Remote Sensing http:// www . us . net / asprs / </li></ul></ul><ul><ul><li>(ISPRS) Asociación Internacional de Fotogrametría y Teledetección http:// www . isprs . org / </li></ul></ul><ul><ul><li>Bibliografía: </li></ul></ul><ul><ul><li>J.L. Lerma García; “ Fotogrametría moderna: Analítica y Digital” </li></ul></ul>

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