IpariKepfeldolgozasEllenorzo02 forrásának megtekintése

{{GlobalTemplate|Infoszak|IpariKepfeldolgozasEllenorzo02}}

__TOC__

== Ipari képfeldolgozás és képmegjelenítés Ellenörző kérdései - 2. hét==

====1. Abszolut fekete test fogalma. Színhőmérséklet fogalma. ====
* minden hullámhosszúságon minden sugárzást egyformán elnyel
* megfigyelhetjük, hogy adott színű fényt a test hőmérséklete alapján pontosan reprodukálhatunk
* bevezethetjük a színhőmérséklet fogalmát, amely a fény spektrális eloszlását pontosan jellemző adat

====2. Színérzékelés leírásának két fő módszere.====
* A színek matematikai leírásához két egymástól eltérő módszer alkalmazható.
* Az egyik esetben a színingert a szembe jutó színes fény spektrális eloszlásával jellemezzük.
** Amennyiben a színes fényforrás spektrális eloszlása <math>k(l)</math>, és a fényforrás fénye egy <math>t(l)</math> transzmissziójú közegen halad át, amely megváltoztatja spektrális jellemzőit, majd ezután egy színes <math>p(l)</math> spektrális reflexiójú felületről visszaverődik, ekkor a szemünkbe jutó <math>kk(l)</math> spektrumot a következő összefüggés írja le: <math>kk(l) = k(l) * t(l) * p(l)</math>.
* A másik esetben pszichofizikai szempontból a szem három alapérzetét, a vöröset, a zöldet és a kékérzetet, vagy másképpen színösszetevőt adjuk meg, és ezek additív keverékével jellemezzük a színérzetet.

====3. Szubsztarktív és additiv színkeverés====
* '''Szubsztraktiv:'''
** A színt, illetve színérzetet a fényforrás, a fény útjába elhelyezett színszűrők és a fényt visszaverő színes felületek együttesen hozzák létre.
** A színérzet attól függ, hogy melyik spektrumtartomány jut túlsúlyba a fény relatív teljesítmény-eloszlásától.
** A szubtraktív színkeverés alapszíne a türkiz, a sárga és a lila. Ha ezeket szubtraktívan akarjuk keverni, úgy járhatunk el, hogy különböző sötétségű türkiz, sárga és lila színszűrőket helyezünk a fény útjába.
** Az egymás mögé helyezett szűrőkön a fénynek csak az a része jut át, amelyik mindegyik szűrő átereszt, így jön létre a szubtraktív, vagyis a kivonásos színkeverék

* '''Additív:'''
** az additív színkeverés az emberi szemben játszódik le. 
** lehetséges megoldások:
*** Egyidejűleg egy vetítővászonra vetíthetünk többféle fényt. Ezek összegeként jön létre a színkeverék.
*** Vagy a szembe gyors egymásutánban, 50 [Hz]-nél nagyobb frekvenciával, vetítjük az összekeverendő színeket. 
*** A legnagyobb gyakorlati jelentősége harmadik esetnek van, amikor az összekeverendő színeket olyan kicsi pontok formájában helyezzük el sűrűn egymás mellett, hogy a szem ne tudja felbontani. Így működik a színes tévé, amelynek minden elemi pontja egy piros, egy zöld és egy kék képpontból áll.

====4. Színháromszög, az RGB színrendszer====
* Az additív színkeverésnél három egymástól független alapszínt alkalmazunk. Rendszerint a vöröset, a zöldet és a kéket használjuk. Ezekből elméletileg minden színárnyalat kikeverhető.
* Gyakorlatban szokás még a fehér és a fekete színt is alkalmazni, ezekkel egyszerűen be lehet állítani a keverék szín világosságát és telítettségét.

{{InLineImageLink|Infoszak|IpariKepfeldolgozasEllenorzo02|2-4_szinharomszog.jpg}}

====5. XYZ színrendszer és a fekete test sugárzási vonala====
* Az r - g - b koordináta-rendszerben mindhárom koordinátája csak azoknak a színeknek pozitív, amelyek az alapszínek (R, G, B) által alkotott egyenes vonalú háromszög belsejébe esnek.
* A valóságban ezen túl is találhatók színek, amelyek kitöltik a spektrumvonal belsejét, ekkor az egyik színkoordináta negatív! Negatív fénynek azonban fizikai értelme nincs! 
* RGB rendszerhez hasonlóan alkotott XYZ koordináta-rendszer már minden valóságos szín koordinátáját pozitívnak ábrázolja. Ilyen befoglaló háromszöget sokféleképpen ki lehet választani.

Az XYZ színmérőszámokat a <math>\varphi(\lambda)</math> ingerfüggvény ismeretében az alábbi módon határozhatjuk meg:

* <math>X = k \cdot int{\varphi(\lambda) \cdot \overline{x}(\lambda) d\lambda}</math>
* <math>Y = k \cdot int{\varphi(\lambda) \cdot \overline{y}(\lambda) d\lambda}</math>
* <math>Z = k \cdot int{\varphi(\lambda) \cdot \overline{z}(\lambda) d\lambda}</math>

Ahol a vonással jelzett mennyiségek a spektrumszínek CIE szín megfeleltető függvényeinek hívjuk.

A fekete test sugárzási vonala:

{{InLineImageLink|Infoszak|IpariKepfeldolgozasEllenorzo02|2-5_sugarzasi_vonal.JPG}}

====6. Színmodellek, színterek.====
* A színmodell a digitális képeken látható és felhasználható színeket írja le.
* Mindegyik színmodell (például RGB, CMYK vagy HSB) más és más (általában számokon alapuló) módszert alkalmaz a színek leírására.

* A színtér a színmodell egy változata, amely speciális színárnyalatokkal, színtartománnyal rendelkezik. Például az RGB színmodellen belül több színtér is található: Adobe RGB, sRGB, [[ProPhoto]] RGB és így tovább. 

Minden eszköznek (például képernyőnek vagy nyomtatónak) megvan a maga színtere, és csak annak színtartományában képes a színeket visszaadni. Ha egy kép egyik eszközről a másikra kerül, megváltozhatnak a színei, mert minden eszköz a saját színterének megfelelően értelmezi az RGB vagy a CMYK modell értékeit. Ilyen esetekben színkezelést célszerű alkalmazni annak biztosítására, hogy a legtöbb szín azonos vagy legalábbis hasonló maradjon, így következetesnek tűnjön. 

====7. Színpiramis, HSI színmodell====
HSB: fogjuk a színháromszöget, és kiegészítjük egy függőleges tengellyel, amin a teljes fényerősség van. Így egy kettős gúlát kapunk; azért nem hasábot, mert a fényerő túlzott növelésével és csökkentésével is csökken a szem színmegkülönböztető képessége, így a legnagyobb és legkisebb fényerőnél is egy ponttá zsugorodik a háromszög (fekete és fehér). Egy pontját az alakzatnak 3 számmal jellemzünk: a ponton át fektetünk egy vízszintes síkot, a pontot pedig összekötjük a sík középpontjával (a tengelymetszettel). H (Hue, árnyalat): a középpontból milyen irányban látszik a pont. S (Saturation, telítettség): a középponttól mért távolság. B (Brightness, fényesség): a pont magassága. A HSV, HSL, HSI rövidítések (Brightness helyett Value, Luminance, Intensity) hasonló vagy azonos modelleket jelentenek.
 
====8. Lambert reflexiós törvény és a diffúz képalkotás modelleje====
A Lambert modell alapján készülő intenzitás képek valójában az objektum formáját leíró függvény deriváltjaként értelmezhetőek!
* A szem/kamera által érzékelt képet több hatás együttese alakítja ki: vannak a megvilágító fényforrásnak, a fény által átjárt közegnek, a megvilágított tárgynak és az érzékelőnek is jellemzői; kérdés, hogy az érzékletből hogyan tudunk az objektumra (annak alakjára, színére, ...) következtetni.
* Az objektumot felfoghatjuk, mint egy kétdimenziós domborzatot. Ekkor (Lambert visszaverődést feltételezve) ennek a függvénynek a parciális deriváltjaitól fog függeni, hogy hol milyen világosnak látszik. Ha a világosság-értékekből számoljuk vissza az objektum alakját, az a shape from shading.

====9. Homogén koordinátás tarnszformáció alapmátrixai====

* eltolás: <br />
{{InLineImageLink|Infoszak|IpariKepfeldolgozasEllenorzo02|eltols.JPG}}

* skálázás: <br />
{{InLineImageLink|Infoszak|IpariKepfeldolgozasEllenorzo02|sklzs.JPG}}

* forgatás: <br />
{{InLineImageLink|Infoszak|IpariKepfeldolgozasEllenorzo02|2-9_transzformaciok_matrixai.jpg}}

====10. Perspektív transzformáció homogén koordinátás leírása====
<math>x/\lambda =- X / (Z-\lambda) = X / (\lambda - Z)</math> <br />
<math>y/\lambda =- Y / (Z-\lambda) = Y / (\lambda - Z)</math>

====11. Pin hole kamera model====
* A másik modell középpontos vetítéssel dolgozik (mintha pinhole kamerával dolgoznánk). Ha a z=0 síkra vetítünk, és a vetítési középpont a <math>(0, 0, \lambda)</math> pontban van (<math>\lambda</math> a fókusztávolság), akkor a transzformáció:
<math>\left[ \begin{array}{cccc} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & -1/\lambda & 1 \end{array} \right]</math>
* Ez a mátrix nem invertálható, ugyanis a leképzés nem egy-egyértelmű, egy pont többnek a képeként is előáll, amik egy (vetítési középponton átmenő) egyenesen helyezkednek el. (Megjegyzés: a diasorban szereplő mátrix azért tér el ettől, mert ott két lépésben van kezelve a vetítés: az első az ottani mátrix, a második a z koordináta kinullázása. Ezt a két műveletet egybefűzve kapjuk az itt szereplő mátrixot.)
* Ennek a sztereo látásban is van jelentősége, ugyanis általános esetben (nem pinhole kamera) a két kép pontjait bonyolult megfeleltetni egymásnak (szemantikus módszerekkel lehetséges), itt viszont az egyik vetület pontját a másik vetületen a geometria miatt csak egy egyenesen kell keresni. A sztereo látásnak ez a modellje az epipoláris geometria.
* A fentiekhez viszont pontosan ismerni kell a kamera helyét, helyzetét a térben, valamint a paramétereit (fókusztávolság, stb.), ez nem triviális, mozgó kamera esetén rnagyon bonyolult is lehet.
* A vetítési transzformáció egyszerűbb közelítéseként használatos a gyenge perpektíva: a mátrixban lévő reciprokos tagot nem vesszük figyelembe. Ennek akkor van értelme, ha viszonylag kis tértartományt akarunk leképezni.
* A valódi kamerák sokkal bonyolultabb módon vetítenek, a legegyszerűbb, gyakorlatban már használható modell is 9 optikai paramétert tartalmaz.

{{InLineImageLink|Infoszak|IpariKepfeldolgozasEllenorzo02|2-11_pinhole_kamera_modell.jpg}}

* a keppont helyzete az alábbi képletekkel számolható:
{{InLineImageLink|Infoszak|IpariKepfeldolgozasEllenorzo02|2-11_transzformaciok.jpg}}


====12. Monitorok műszaki adatai====
Monitorok fő paraméterei: 
* képátló (általában inch-ben, kb. 2.54cm, megadva),
* képarány (általában téglalap, de a képfeldolgozásban mégis négyzetes képekkel szoktunk dolgozni),
* felbontás, 
* színmélység (egy időben megjelenített színek száma),
* képfrissítési frekvencia (állókép/sec, az 50Hz-et tudatosan már nem, de tudat alatt még érzékeljük). 

====13. LCD kristályok működési elve====
* Dinamikus szóráson alapuló
* Térvezérléses
* DSTN (Dual-Scan Twisted Nematic)
* TFT (Thin Film Transistor)

Ezek a fajtái az LCD képernyőknek. Egy egész jó (a diáknál valamivel részletesebb) leírás a működésről itt:
http://www.lcdrepair.eu/principle-tft-lcd/

====14. DLP projektorok működési elve====
* A projektor lelke a DMD chip. A tükrök forgatásával a panelre irányított fény visszaverődése pixelenként szabályozható: sötét vagy világos szín jelenik meg az adott pixel helyén.
* Árnyalatok képzése pulzusszélesség modulációval.
* Egy DMD esetén a panel és a fényforrás között egy színkerék szabályozza az éppen aktuális megvilágítás színét.

====15. 3D vizualizációs módszerek csoportosítása====
* A binokuláris látás: A két kép közötti eltérés: parallax

Agyunk ezt alakítja át mélységi információvá.
* Színek hullámhossza alapján történő szétválasztás
* A fény polarizációja által történő szétválasztás
* Lineáris polarizáció
* Körkörös polarizáció
* Passzív sztereo módszerek
* Aktiv sztereo módszerek


-- [[KovacsBalazs|OBrien]] - 2009.06.02.


[[Category:Infoszak]]