Detekce světla Aplikovaná optika 2 - přednáška - křivka zčernání, expozice - světlocitlivá emulze, CCD - komprese signálu zrakovou dráhou Detektory světla Fotocitlivá emulze - fotocitlivá vrstva halogenidů sříbra (např. AgBr) - reakcí na osvětlení je redukce stříbra do formy kationtů (latentní, neviditelný obraz) - funkcí vývojky (např thiosíran sodný, Na2S2O3.5H2O) se množství redukovaného stříbra znásobí miliardkrát ustalovač redukuje zbylé AgBr na vodorozpustnou sůl, která je následně vymita vodou - křivka zčernání a vliv délky vyvíjení obrazu Oko reakční doba 0,1s elektrochemické změny lze použít i v rtg oblasti nesenzibilované vrstvy (necitlivé na zelenou), ortochromatické, panchromatické barevný film: tři vhodné vrstvy pod sebou Uvažujme detektor o citlivosti s[ASA]. Expoziční potřebu , [EV] , pro danou scénu při použití tohoto detektoru zavádíme prostřednictvím vztahu zjevně, posun o 1 EV představuje prodloužení/zkrácení expoziční doby t faktorem 2, při zachování clony c použitého objektivu. V praxi je výhodné opírat se o expoziční potřebu vztaženou k pevně zvolené citlivosti detektoru, zpravidla 100 ASA. Převodní vztah má tvar Kombinací obou vztahů dostáváme předpověď potřebné délky expozice Praktické rozsahy běžných scén se pohybují v rozsahu od EV100=16 (sněhové plochy za slunečného dne) do EV100=-9 (Mléčná dráha). Kromě expoziční potřeby má každá scéna ještě expoziční rozsah, vyjadřující kolísání světelného obsahu v rámci scény. dynamický rozsah záznamového media expoziční rozsah expoziční pružnost detektoru pro danou scénu t cSEV 2 2 100 2 100 sEVEVS Detektory světla 100 2 100 2 EVs c t rozložení intenzit je nesprávné: chybí tmavé tóny; obraz se jeví zastřený oprava je možná jen částečně; způsobuje nepřirozené rozložení barev rozložení intenzit je esprávné: chybí světlé tóny; obraz se jeví zastřený oprava je možná jen částečně; způsobuje nepřirozené rozložení barev HDRI kombinace snímků snímek exponovaný „na stíny“ snímek exponovaný „na světla“ Detektory světla CCD (Charge Coupled Device) pracuje na principu fotoefektu, předchůdcem je fotonka má schopnost zachytit elektrony uvolněné z materiálu působením světla, pokud výstupní práce A materiálu je konstatnou každého materiálu, bývají to desetiny až jednotky eV technicky se jedná o polovodičovou součástku typu MOS: polovodič překrytý oxidovou vrstvou a kovem, vybavený množstvím elektrod reálné pixelové rozlišení je sníženo maskováním kvůli barevné informaci vhodným klíčováním napětí v elektrodách jsou elektrony drženy v oblasti kde vznikly a následně postupně transportovány na výstupní elektrodu Zraková dráha jako neuronová síť – transformace a komprese obrazu sítnice vzniká odštěpením z mozkového základu je schopna samostatně (před)zpracovávat nervové signály 4 neurony mezi sítnicí a týlním lalokem - tři z nich v rámci oka (tyčinky a čípky, bipolární buňky, gangliové buňky ) - čtvrtý v postranním kolínkovém tělísku mezimozku (křížení optických drah, odbočky ze zrakové dráhy) + asociační buňky (horizontální buňky a amakrinní buňky) optický nerv obsahuje asi 1 milion nervových vláken (axonů) čípky - cca 6-7 milionů, 150 000/mm2 v makule, 6 000/mm2 3 mm od fovey - jodopsiny, třetí pigment vznikl u primátů před cca 40 mil. lety tyčinky - cca 120 milionů, prstencové nahromadění kolem makuly, cca 160 000/mm2 , v periferních oblastech 30 000/mm2 - rodopsin individuální spojení: 1 čípek 1 bipolární buňka (fovea) difůzní spojení: několik smyslových buněk 1 bipolární buňka několik bipolárních buněk 1 gangliová buňka Zraková dráha jako neuronová síť – transformace a komprese obrazu Princip činnosti neuronů - přenos vzruchu mezi neurony pomocí iontových kanálů - princip vážených vstupů dendritické sítě - nelineární odezva aktivací axonu - myelinové pochvy pro urychlení šíření vzruchu axonem - zřetězení neuronů umožňuje prakticky libovolnou transformaci vstupních dat - je možné konstruovat síť, která prakticky bezeztrátově přenáší informaci přes vrstvu, která má velmi malý počet neuronů komprese - mozek, zdá se, navíc komprimovaně data přenáší ve formě kanálů (hrany v obrazu, pohybující se objekty,…) Basheer&Hajmeer,sciencedirect.com heatonresearch.com z Daszykowski et al, sciencedirect.com