Формати відеокамер

Відеокамери формату VHS-C

Даний формат відеокамер є одним з найбільш поширених серед любительських камер. Основними виробниками, що підтримують цей формат, є Panasonic і JVC. Головною перевагою даного формату є можливість програвання записаних касет на відеомагнітофоні стандарту VHS з використанням спеціального адаптера (який зазвичай є в комплекті з відеокамерою). Отже, у Вас немає необхідності використовувати камеру для програвання зроблених записів, що досить зручно, і дозволяє продовжити термін її служби. Основним недоліком порівняно з Video8 є менший час запису на касету.
Основна маса касет VHS-С має тривалість запису в 30 і 45 хвилин на стандартній швидкості проти 90 і 120 хвилин на касетах Video8.

.

Відеокамери формату Video8

Винайшла і просуває цей формат фірма Sony. Всі камери Sony початкової серії використовують цей формат. Також поширені камери Video8 виробництва Hitachi і Samsung. Можна відзначити, що габарити касети стали менше, ніж у касети VHS-C, що дозволило декілька зменшити розміри камери. Достоїнства і недоліки цього формату є дзеркальним віддзеркаленням достоїнств і недоліків формату VHS-C. Компанія Sony випускає також декілька покращуваний формат Video8 XR (eXtra Resolution). Основна відмінність - збільшена кількість ліній (приблизно на 10%). Касета залишається тим самим.

Відеокамери формату SVHS і Hi8

Виникнення цих форматів пов'язане з незадоволенням користувачів якістю зображення, що отримується за допомогою камер VHS-C і Video8. Значне збільшення якості отримуваної картинки привело до збільшення вартості як камер, так і касет. Проте гра коштує свічок. Поліпшення якості добре помітно візуально, хоча доступно при програванні записів тільки на самій камері. Покупка ж спеціального відеомагнітофона SVHS або Hi8 обійдеться Вам в пристойну суму.

Необхідно також відзначити, що на цих камерах зазвичай записується стереозвук, хоча випускаються і варіанти із звуком моно. Відеокасети SVHS-С і Hi8 виглядають абсолютно так само, як і їх молодші побратими і відрізняються тільки типом використовуваної стрічки. Подібно Video8 XR існує формат Hi8 XR. Питається, чим цей Сyпеp-VHS краще просто VHS'а? Серед технічних характеристик було оголошене і втілене в залозі горизонтальний дозвіл картинки 400 тв рядків замість 250 в VHS, покращуване співвідношення сигнал/шум (від 43 до 60 dB), смуга відеосигналу в 5MHz (замість 4.
5 в VHS - це якраз і дає поліпшення картинки), краще розділення колірної і чорно-білої складової, як наслідок - "до 5 копій без втрати якості", краще управління апаратурою на основі тайм-кода. . . ну і т.д. До всього додали сумісність" від низу до верху" для VHS. Для прийнятого у нас телевізійного стандарту 625 строк/50 полий 1 Мгц частоти відео сигналу відповідає роздільній здатності по горизонталі 78 твл.

.

Відповідно до цього стандарту смуга частот відео сигналу мовного телебачення обмежена 6 Мгц. Отже, максимальна роздільна здатність телевізійного зображення по горизонталі обмежена величиною 468 твл. . . . роздільна здатність сучасних телевізорів не гірше 450 твл. У зв'язку з тим, що частота відео сигналу 1МГц відповідає роздільній здатності по горизонталі 78 твл, можна легко визначити, що при смузі пропускання по сигналу яскравості всього лише до 3 Мгц з ВМ формату VHS неможливо отримати зображення з чіткістю, що перевищує 240 твл.
Основна перевага ВМ формату S-VHS в порівнянні з VHS - вища роздільна здатність по горизонталі (400 твл, а в VHS-240), менші перехресні перешкоди і вище відношення сигнал/шум. Ці переваги досягаються в основному завдяки істотному розширенню смуги частот сигналу яскравості. . . у ВМ формату S-VHS частота що піднесе ЧМ сигналу яскравості збільшена до 6,2 Мгц (VHS-4,3). Девіація частоти у форматі S-VHS збільшена до 1,6 Мгц (VHS-1МГц). (діаграми набрати не можу) У ВМ формату VHS при зміні яскравості передаваного зображення від рівня вершин синхроімпульсів до номінального рівня білий прийнято зміна частоти ЧМ сигналу від 3,8 до 4,8 Мгц.
У S-VHS цьому діапазону яскравості відповідає зміна частоти ЧМ сигналу від 5,4 до 7 Мгц. Це дозволило підвищити відношення сигнал/шум, і, отже, поліпшити контраст зображення. Сигнал кольоровості в обох форматах виділяється смуговим фільтром з центральною частотою 4,43 і смугою пропускання 1 Мгц і перетвориться в сигнал з тією, що низькочастотною піднесе 629,95 (Pal),т. е. сигнал кольоровості переноситься в область нижніх частот. При цьому сигнал кольоровості в S-VHS має декілька ширшу смугу. Нижня бічна смуга ЧМ сигналу яскравості в обох форматах тягнеться до смуги частот сигналу кольоровості, перенесеного в область нижніх частот.
Тому в VHS максимальна частота в сигналі яскравості досягає 3,2 Мгц, що відповідає роздільній здатності по горизонталі 240 твл. У S-VHS ширина нижньої бічної смуги ЧМ сигналу яскравості досягає 5 Мгц, що відповідає 400 твл. (За матеріалами журналу "ТКТ").

.

Відеокамери формату Digital8 (D8)

З появою цифрових відеокамер формату miniDV виявилось, що відео любителі, прагнучі до підвищення якості зображення, повинні відмовитися від старих, накопичених роками архівів, записаних на касетах Hi8. Компанія Sony пішла назустріч вимогам ринку і випустила проміжний варіант цифрового відеозапису на касетах формату Hi8 (можливо, хоч і не рекомендується використовувати касети Video8). Правда, довелося поступитися часом запису (на касеті Hi8 можна записати відео в стандарті D8 на третину менше за часом).
Виправдовується це значним поліпшенням якості зображення (воно наближається до мовного) і різними перевагами, такими як цифрові ефекти, цифровий порт за стандартом IEEE 1394 і ін. Так, треба додати, що режим LP в цих камерах не передбачений. Природно, що камера D8 може використовуватися для проглядання старих касет Hi8 і Video8. При цьому, вартість такої камери знаходиться в межах 700-1000 доларів, що декілька дешевше за камери miniDV.

.

Відеокамери формату MINIDV

Ми переходимо серйозний рубіж і потрапляємо в світ цифрового відео. Тепер зображення і звук у Вашій камері зберігатиметься тільки в цифровій формі. Ви зможете користуватися всіма перевагами цифрового відео в повному об'ємі. Найбільш важливі з них це:

  1. можливість багатократного перезапису без втрати якості зображення і звуку (з використанням порту IEEE-1394)
  2. можливість обробки відеоматеріалів за допомогою персонального комп'ютера повністю в цифровій формі
  3. використання режиму LP (long play - сповільнена швидкість відтворення/запису) без втрати якості
  4. малий розмір і висока місткість касети і ін.

Якістю зображення таких камер практично не поступаються мовному, а по деяких параметрах і перевершують професійний формат BETACAM-SP. Малі розміри касети дозволили драматично зменшити розміри камер, останні екземпляри практично уміщаються на долоні. Зайве говорити, що всі моделі відеокамер записують стереозвук, причому з якістю CD. Основним недоліком відеокамер miniDV є ціна, вона рідко опускається нижче $1000, хоча ви не пошкодуєте про подібне придбання. Реально заощадити можна набуваючи таких камер в інтернет-магазинах, де "накрутка" мінімальна.

Цифрові фотокамери

Згідно хронології створення цифрових фото камер, першими були створені професійні фотокамери, а потім на основі CCD чіпів (далі ПЗС матриця) були створені відносно дешеві побутові фото камери бізнес призначення. До недавнього часу було прийнято ділити цифрові фото камери на два вищезгадані класи, але з появою цифрових фото камер Kodak DC-120 і Olympus C-1400XL, відбулося додаткове ділення, з'явився, так званий, напівпрофесійний клас.
Сьогодні ж, істотний прогрес в області виробництва TTL лінійних і нелінійних повновіконних цифрових фото матриць підсилив це ділення і підняв клас побутових і напівпрофесійних камер по дозволу отримуваних кадрів і ПЗС матриць до молодших камер професійного клас, але відмінність до цих пір залишилася. Оскільки ж відрізнити ці три класи і як вибрати собі камеру?

.

Я пропоную Вам, на мій погляд, основні ознаки дозволяють відрізнити професійні цифрові фотокамери від напівпрофесійних і від побутових фотокамер.

Глибина кольору і дозвіл ПЗС матриць

Майже всі професійні цифрові фотокамери виконані на базі нелінійних ПЗС матриць з глибиною кольору 10 або 12 битий на колірний канал з світлофільтрами, що перешкоджають ефекту сатурациі. Ці ПХ матриці, як правило, виготовлені за технологією «Full-frame» з елементами квадратної форми і реалізують алгоритм «Frame after Frame». У напівпрофесійних і побутових камерах використовуються дешевші 24- бітові RGB ПЗС матриці (лише по 8 битий на колірний канал). Зазвичай, в побутових камерах використовуються лінійні матриці з елементами еліпсоїдної форми, а в напівпрофесійних як лінійні, так і нелінійні ПЗС матриці з елементами квадратної форми.
Іноді виробники використовують якісніші, нелінійні ПХ матриці і в побутових камерах. Ще рік тому можна було чітко сказати: «професійні камери мають високий дозвіл (від 1024 х 1280 крапок до 2008 х 3040 крапок), а інші низьке (від 640 х 480 крапок до 1280 х 960), то сьогодні це вже не так актуально. Зараз, напівпрофесійні і побутові цифрові фотокамери мають дозвіл матриць від 1,3 мільйонів крапок до 2,5 мільйонів крапок і дозволу кадрів до 3,3 мільйонів крапок, а професійні від 1,5 мільйонів крапок до 10 мільйонів крапок. Тому, при виборі камери виходите з реально необхідного для вирішення ваших завдань дозволу ПЗС матриці.
Навіщо вам камера на 2,11 мільйона крапок, якщо Ви хочете розмістити свій туристичний фотоальбом в Інтернеті, Вам буде досить для цієї мети всього лише 1,3 мільйона крапок.

.

Формат збереження інформації

Традиційно професіонали (фотохудожники, репортери, поліграфісти, рекламні і дизайнерські студії) для роботи з оцифрованим зображенням використовують широкий не компресійний формат зберігання графічної інформації TIFF що дозволяє працювати з 30-ти, 32-х або з 36-ти розрядними CMYK зображеннями формату не менше А4 і щільністю зображення 300 х 300 крапок на дюйм. Саме цим вимогами і обумовлена висока розрядність ПЗС матриць професійних камер. Професіонал повинен отримати готовий TIFF файл. Тому всі професійні камери зберігають зображення у форматі TIFF і лише деякі з них мають можливість працювати з компресійними форматами типа JPEG.

Побутові ж камери навпаки, працюють тільки з компресійними форматами JPEG або FlashPix, оскільки для рядового користувача дуже важливо зберегти максимальну кількість кадрів в мінімальному об'ємі пам'яті камери. Напівпрофесійні камери використовують як формат записи зображень як компресійні формати JPEG, FlashPix, так і не компресійні формати TIFF або BMP. З кадру, отриманого напівпрофесійною камерою, ви без зусиль зможете отримати CMYK зображення з щільністю 300 х 300 крапок на дюйм розміром 10 х 15 см, і використовувати його в професійних поліграфічних роботах.

Оптика

На професійну цифрову фотокамеру Ви зможете встановити свій улюблений об'єктив з Вашої плівкової дзеркальної камери, будь то Nikkor, Canon або Sigma. Побутові і напівпрофесійні фотокамери конструктивно влаштовані так, що неможливо поміняти встановлену виробником оптичну систему. Тому, для поліпшення якості зйомки, виробники камер оснащують побутові і напівпрофесійні цифрові фото камери оптичними і цифровими "Zoom" системами. Вже стало традиційне, що цифрова фото камера має комбіновану "Zoom" систему, наприклад: 2-х кратний цифровий помножувач плюс 3-х кратний оптичний або 2,5 кратний цифровий плюс 2-х кратний оптичний і т.д.
Деякі камери, наприклад камери Sony, оснащені могутніми 10 або навіть 14 кратними оптичними "Zoom" системами. Найпростіші побутові камери має лише цифровий помножувач або взагалі його не мають ніякого. У напівпрофесійних цифрових фотокамерах конструктивно передбачена установка на оптичну систему додаткових преобразовательных лінз для макро, тілі-фото або панорамної зйомки.

.

Функціональність

Професійні цифрові фотокамери проводяться на базі широких відомих корпусів професійних дзеркальних 35 мм плівкових камер репортажів і 4х5 студійних фотокамер, таких як: Nikon, Canon, Mamiya, Hasselblad, Sinar, Toyo, Area Swiss і т.д. Іншими словами виробники професійних фотокамер беруть популярні дзеркальні фотокамери, «видаляють все непотрібне» залишаючи механічний затвор, начиняють їх ПЗС матрицею разом з «всякою» електронікою, що дозволяє зберегти всі професійні, ручні і автоматичні, функції вищеперелічених фотокамер і задовольнити вимоги вимогливим професіоналів фотосправи.
Деякі виробники проводять і оригінальні професійні фотокамери на базі власних корпусів фотокамер і дизайнерських рішень. Побутові цифрові фотокамери максимально автоматизовані і адаптовані до рядового користувача. Фактично треба тільки натиснути кнопку і готово. Більшість камер цього класу "Focus Free" (вільне Фокусування).

.

Напівпрофесійні цифрові фотокамери теж максимально автоматизовані, але вони в обов'язковому порядку має ручні режими настройки. Для цього класу цифрових фотокамер обов'язкова наявність таких функцій як: покроковий багатоступінчатий Auto Focus (автоматичний фокус) з можливістю вибору режиму зйомки: макро-, телефото або панорама, а так само преобразовательные лінзи; ручні режими вибору експозиції, ручний баланс білого кольору, розширений діапазон швидкостей електронної діафрагми (від 16 секунд до 1/10000 секунди) з ручною настоянкою і так далі.

Інтерфейс і носій інформації

Із-за великого розміру отримуваних зображень від 3,5МВ до 15МВ, професійні камери оснащені SCSI інтерфейсом або інтерфейсом IEEE 1394. Напівпрофесійні і побутові цифрові фотокамери дають кадри істотно меншого розміру, і як правило оснащені RS232 (RS422) інтерфейсом на послідовний порт ПК і телевідео виходом стандарту PAL/NTSC, деякі з них додатково оснащені USB інтерфейсом і інфрачервоним портом IRDA 1. 0 Носієм інформації для професійних камер є PCMCIA карти 2-го, 3-го типу великої місткості, а так само мікродрайви.
Напівпрофесійні і побутові цифрові фотокамери як носій інформації використовують АТА карти 1-го типа стандарту Compact Flash або інтелектуальні карти SmartMedia, а так само всім відомі 3,5' Floppy диски (Sony).

.

Технічні характеристики

Структурна схема

Жодна з самих довершених систем аналізу зображень не замінить кваліфікованого дослідника. Це пов'язано з тим, що сучасна наука не може створити апаратуру, характеристики якої наближалися б до характеристик людського ока і яка могла б замінити людський мозок. Разом з тим системи аналізу і обробки зображень, що бурхливо розвиваються в останні десятиліття, дозволяють за участю кваліфікованого дослідника на порядки збільшити продуктивність праці і оперативно отримувати результати високої якості.

Будь-яка сучасна система аналізу зображень включає три зв'язаних між собою блоку. По-перше, це оптичний пристрій, що формує зображення, таке як стереомикроскоп або мікроскоп. Другий блок - блок передачі і зберігання інформації, що включає відеокамеру, цифрову фотокамеру або сканер, підключені до комп'ютера. Тип вирішуваних задач, особливості обробки і форма представлення результатів визначає третій компонент системи - ЕОМ і встановлене на ній програмне забезпечення.
При цьому блоки повинні бути согласованни між собою так, щоб зображення, сформоване мікроскопом або іншим приладом, в процесі його передачі на комп'ютер і подальшої обробки випробовувало мінімальні спотворення.

.

Відеокамера, фотокамера, відеобластер і сканер (у системі може використовуватися або підсистема “фотокамера-сканер” або підсистема “відеокамера-відеобластер”) є важливими складниками системи і призначені зберегти і передати отримане від мікроскопа зображення з мінімальними спотвореннями в ЕОМ. Природно чим вище дозвіл і чутливість камери, а також дозвіл відеобластера або сканера, тим більше повне зображення, яке вони формують, відповідає оригіналу.
Необхідна роздільна здатність відеокамери визначається розмірами досліджуваних об'єктів зображення. При мінімальному лінійному розмірі елементу аналізованого зображення l (мм) дозвіл відеокамери повинен бути не менше 1*5/l*e (пікселів на мм) за умови, що для однозначного розпізнавання об'єкту зображення на нього повинне доводитися не менші п'ять пікселів дозволу відеокамери.

Комп'ютер і встановлене на нім програмне забезпечення повинні забезпечувати передачу і обробку оцифрованого зображення в реальному масштабі часу з мінімальними спотвореннями. Роздільна здатність і інші характеристики монітора, аж до розміру екрану, відповідають встановлюваній відеокамері і завданням для вирішення яких використовується система.

Принцип роботи системи полягає в наступному: зображення знімається з об'єкту, оскільки віддзеркалення і поглинання світла для різних фаз, унаслідок наявності особливостей в хімічному складі, різне, то в результаті виходить півтонове зображення; отримане зображення передається відеокамерою в персональний комп'ютер, який під управлінням спеціально розробленого програмного забезпечення здійснює автоматичний або напівавтоматичний аналіз отриманого зображення.

Огляд методів цифрової обробки зображень

Попередній аналіз зображень дозволяє зробити висновок про те, що:

  1. По-перше, більшість зображень, в процесі їх формування (фотографування сканування і т.д.), підпадають під вплив ряду негативних чинників (вібрація фотокамери, нерівномірність руху скануючого елементу і т.д.), що приводять до смазанності, появі малоконтрастних і зашумленних ділянок і т.д.
  2. по-друге, переважна більшість методів заснована на виділенні об'єктів на зображенні і подальшому їх аналізі.

Таким чином, перш ніж піддатися аналізу, зображення повинне пройти етап препарування, який полягає у виконанні операцій поліпшення візуальної якості (підвищення контрасту, усунення розмитості, підкреслення меж, фільтрація) і операцій формування графічного препарату (сегментація, виділення контурів) зображення.

Зміна контрасту. Слабкий контраст зазвичай викликаний малим динамічним діапазоном зміни яскравості, або сильною нелінійністю в передачі рівнів яскравості. Простим методом контрастування є функціональне відображення градації яскравості fij в gij, тобто gij = R(fij). На практиці дуже часто використовують лінійні функціональні відображення. Якщо в результаті нерівномірності освітлення при фотографуванні або виготовленні фотографій, виникає ситуація, коли різні ділянки зображення володіють різним контрастом. У такому разі для зміни контрасту використовують адаптивні алгоритми контрастування. Прикладом може служити алгоритм локального посилення контрасту.
Експериментальні дослідження підтвердили високу ефективність роботи алгоритму в тому випадку, якщо на знімку присутні області з явно завищеним або заниженим контрастами.

.

Суть алгоритму полягає в тому, що знімок розглядається як набір деякого числа локальних областей, і ці області обробляються з урахуванням їх характеристик. Обробка ведеться в наступній послідовності: обчислюється коефіцієнт посилення зрізів щільності р окремо для кожної локальної ділянки зображення. І здійснюється обробка кожного пікселя зображення. Якщо р рівне одиниці, то над локальною ділянкою зображення ніякої дії не проводиться (якщо р відмінно від одиниці, то здійснюється підвищення контрасту локальної області). Спочатку обчислюється контраст в аналізованій крапці щодо найближчої околиці.
Потім значення відносного контрасту складається з одиницею, і набутого значення приймається в алгоритмі як коефіцієнт посилення p, а далі проводиться обчислення за формулою

.

Li` = p*Li - int(p*Li/L`max)*L`max

де L`i - нове значення яскравості
Li - поточна яскравість оброблюваного зображення
L`max - необхідне максимальне значення яскравості обробленого зображення.

Згладжування шумів. Зображення на етапі оцифрування піддаються дії аддитивного і імпульсного шуму. Аддитивний шум є деякий випадковий сигнал, який додається до корисного на виході системи, в даному випадку аддитивний шум виникає унаслідок зернистості плівки. Імпульсний шум, на відміну від аддитивного, характеризується дією на корисний сигнал лише в окремих випадкових крапках (значення результуючого сигналу в цих крапках приймає випадкове значення). Імпульсний шум характерний для цифрових систем передачі і зберігання зображень. Таким чином, в процесі препарування зображення виникає завдання придушення шуму.
Простим методом, що згладжує шум, на зображенні є згладжування, тобто заміна значення яскравості кожного елементу середнім значенням, знайденим по його околиці:

.

fij = (1/p)*Sk,l(fkl)

де fkl I S8(fij) - безліч крапок, що належать околиці точки fij (включаючи і саму точку fij);
p - число крапок в околиці.

Розглянутий метод ефективно усуває аддитивний і імпульсний шум в кожному елементі зображення
Підкреслення меж. Методи згладжування зображень можуть усувати шум дуже ефективно. Істотним недоліком алгоритмів згладжування є смаз зображення (т.е. зниження чіткості контурних елементів), при цьому величина смаза пропорційна розміру маски, використовуваної для згладжування. Для однозначного аналізу зображень, особливо при обчисленні геометричних характеристик структурних елементів, дуже важливо прибрати смаз з контурів об'єктів в зображенні, тобто підсилити різницю між градаціями яскравості контурних елементів об'єкту і сусідніх елементів фону. В цьому випадку при обробці зображень використовуються методи підкреслення контурів.

Звичайне підкреслення меж здійснюється методом високочастотної просторової фільтрації. Характеристики фільтрів задаються у вигляді маски, в якій середнє значення повинне бути рівне нулю.

Ще одним методом підкреслення меж є так зване статичне диференціювання. У цьому методі значення яскравості кожного елементу ділиться на статистичну оцінку среднеквадратічеського відхилення sF, тобто gij = fij/sF (среднеквадратічеськоє відхилення обчислюється в деякій околиці елементу fij).

Медіанна фільтрація. Медіанна фільтрація відноситься до нелінійних методів обробки зображень і має наступні переваги перед лінійною фільтрацією (класичної процедури згладжування): зберігає різкі перепади (межі); ефективно згладжує імпульсний шум; не змінює яскравість фону.

Медіанна фільтрація здійснюється шляхом руху деякої апертури (маски) уздовж дискретного зображення і заміни значення центрального елементу маски медіанним значенням (середнє значення впорядкованої послідовності) початкових елементів усередині апертури. У загальному випадку, апертура може мати найрізноманітнішу форму, але на практиці найчастіше застосовується квадратна апертура розміром (2k+1)*(2k+1)де до = 1,2 ...

Сегментація зображень

Під сегментацією зображення розуміється процес його розбиття на складові частини, що мають змістовний сенс: об'єкти, їх межі або інші інформативні фрагменти, характерні геометричні особливості і ін. У разі автоматизації методів отримання зображень сегментацію необхідно розглядати як основний початковий етап аналізу, що полягає в побудові формального опису зображення, якість виконання якого багато в чому визначає успіх рішення задачі розпізнавання і інтерпретації об'єктів.
У загальному випадку сегментація є операцією розбиття кінцевої безлічі площини, на якій визначена функція початкового зображення f(x,y) на до непорожніх зв'язаних підмножин si (i=[1,k]) відповідно до деякого предиката P, визначуваному на безлічі S={s1,s2.,sk} і що приймає дійсні значення, коли будь-яка пара крапок з кожної підмножини si задовольняє деякому критерію однорідності (наприклад, критерій однорідності, заснований на оцінці максимальної різниці яскравості окремого пікселя і середнього значення яскравості, обчисленого по відповідній області).
Методи сегментації можна розділити на наступні основні групи:

Порогові методи сегментації

Ці методи полягає в перетворенні функції яскравості зображення.

Методи нарощування областей

Методи цієї групи засновані на використанні локальних ознак зображення. Ідея методу нарощування областей полягає в аналізі спочатку стартової крапки, потім її сусідніх крапок і т.д. відповідно до деякого критерію однорідності, і в подальшому зарахуванні проаналізованих крапок в ту або іншу групу (кількість стартових крапок повинна бути рівна кількості однорідних областей на зображенні). У ефективніших варіантах методу як відправна крапка використовуються не окремі пікселі, а розбиття зображення на ряд невеликих областей.
Потім кожна область перевіряється на однорідність, і якщо результат перевірки виявляється негативним, то відповідна область розбивається на дрібніші ділянки. Процес продовжується до тих пір, поки всі виділені області не витримають перевірку на однорідність. Після цього починається формування однорідних областей за допомогою нарощування.

.

Проведений аналіз показує, що порогова сегментація і сегментація по критерію однорідності на основі середньої яскравості часто не дає бажаних результатів. Така сегментація зазвичай приводить до появи значного числа невеликих областей, що не мають реальних прототипів на зображенні. Найбільш ефективні результати дає сегментація по критерію однорідності на основі текстури (або текстурованих ознак).
Виділення контурів. Не рідко доводиться стикатися із завданням знаходження периметрів, кривизни, чинників форми, питомої поверхні об'єктів і т.д. Всі перераховані завдання так чи інакше пов'язані з аналізом контурних елементів об'єктів.

Методи виділення контурів (меж) на зображенні можна розділити на наступні основні класи:

  • методи високочастотної фільтрації;
  • методи просторового диференціювання;
  • методи функціональної апроксимації;

Загальним для всіх цих методів є прагнення розглядати межі як область різкого перепаду функції яскравості зображення f(i,j); відрізняє ж їх математична модель поняття межі, що вводиться, і алгоритм пошуку граничних крапок. Відповідно до поставлених завдань до алгоритмів виділення контурів пред'являються наступні вимоги: виділені контура повинні бути утоньщеннимі, без розривів і замкнутими. Таким чином, процес виділення контурів декілька ускладнюється в зв'язку необхідністю застосовувати алгоритми утоньшенія і усунення розривів.
Проте і це не завжди дає бажаного результату - в більшості випадків контури виходять незамкнутими і, як наслідок, непридатними для ряду процедур аналізу.

.

Вирішити виникле завдання можна, проводячи оконтуріваніє алгоритмом дослідження меж методом “жука”, який дозволяє виділити замкнуті контура об'єктів [9]. Суть алгоритму полягає в наступному: на об'єкті вибирається деяка стартова гранична крапка і довше відбувається послідовне дослідження контура до тих пір, поки не буде досягнута стартова крапка. У разі дослідження контура за годинниковою стрілкою для досягнення стартової крапки здійснюється по піксельний рух управо, якщо піксель знаходиться поза об'єктом, і вліво, якщо - на об'єкті. Виділений таким чином контур є замкнутий ланцюговий код, тобто
послідовність координат граничних точок об'єкту, що дуже зручно для вирішення поставлених завдань.

.

Принципи дії цифрових фотокамер

В цифровій, на відміну від оптичної, фототехніці роль світлочутливого елементу виконують CCD-матриці або CCD-лінійки, що перетворюють зображення в послідовність електричних імпульсів цифрового коду. Механічною основою для цифрових камер з CCD-матрицею служать напівпрофесійні і професійні фотоапарати провідних світових виробників, в яких CCD-матриця ставиться на місце світлочутливої плівки. Такі фотоапарати мають змінну оптику, знімний пристрій, що запам'ятовує, вбудований спалах. Затвор таких камер відпрацьовує витримки від 1/40000 до декількох секунд. Вони застосовуються в основному для оперативного фотографування.

Принцип дії цифрової фотокамери з CCD-лінійкою аналогічний планшетному сканеру. Приймаючий елемент (CCD-лінійка) рухається уздовж чутливої зони камери, постійно скануючи заданий простір. Таким чином, принцип дії цифрової фотокамери полягає в наступному: пучок променів світла від об'єкту зйомки, проходячи через лінзу (або систему лінз) об'єктиву і діафрагму, потрапляє на матрицю CCD (Charged Coupled Device). Матриця CCD або, як її ще називають, ПЗС (перетворювач світло-сигнал) є прямокутною матрицею з світлочутливих елементів. Промінь світла, потрапляючи на чутливий елемент, перетвориться в аналоговий електричний сигнал.
Аналогові сигнали від CCD перетворяться в цифрові, обробляються і записується в пам'ять. Перетворення сигналів в цифрову форму проводиться за допомогою аналого-цифрового перетворювача ADC.

.

Окрім CCD, ADC і пам'яті в електричну схему цифрової фотокамери входять процесор DSP, який формує зображення з цифрових потоків, і конвертор JPEG, що стискає зображення для збільшення кількості кадрів, що зберігаються.
Декілька слів про загальні риси сучасного цифрового фотоапарата. Широкий вибір рівнів дозволу реєстрованих кадрів від максимального в 1712 x 1368 до стандартного 1280 x 1024 і низького 320 x 240, в основному орієнтованого на завдання Internet. Використання для зберігання зображень змінних карт флэш-пам'яті значної місткості (не меншого 8 MB). Тут основними стандартами є Smart Media, Compact-Flash, Memory Stick. В даний час пропонуються Smart Media карти місткістю від 2 до 32 MB. Проте останнім часом намітилася тенденція посилення позицій стандарту Compact-Flash. IBM здивувала мир мікродиском місткістю 340 MB.
Така висока місткість дозволяє записувати сотні кадрів з максимальним дозволом (розмір не компрессированного кадру 1600 x 1200 складає близько 4 MB).
Змінні карти не виключає наявність вбудованої пам'яті. Вона використовується як буфер для прискорення процесів внутрішньої обробки кадрів і запису послідовних кадрів.

Стандартний набір функцій автоматичної установки параметрів зйомки: фокусу, витримки, експозиції, діафрагми, відстані фокусування, ручної корекції експозиції. Майже обов'язковою межею оптичного видошукача є можливість діоптрійної корекції. Вбудований спалах (до 5-6 різних режимів) дальністю дії не меншого 3 м. Все частіше цифрові камери оснащуються додатковим цифровим USB виходом. Швидкість передачі даних при цьому зростає в десятки разів, процес перекачування великих кадрів займає всього декілька секунд. У большинс

Джерело: accessoft.ru


0 Відгуків на “Формати відеокамер”


  1. Немає коментарів

Залишити відгук