UD II. Geração de Imagens Fotogramétricas Digitais

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João Fernandes Silveira
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1 UD II Geração de Imagens Fotogramétricas Digitais Imagens Fotogramétricas Imagem Digital Geração de Imagens Fotogramétricas Digitais Câmaras Digitais Digitalização de Imagens Fotogramétricas Quantificação Problema da Digitalização Teorema da Amostragem Fator Kell Resolução da Imagem Digital Elemento de Resolução no Terreno UD II - Geração de Imagens Fotogramétricas Digitais

2 Imagens Fotogramétricas Imagem Analógica A C B D A C B D Digitalização Digitalização Matricial Vetorial UD II - Geração de Imagens Fotogramétricas Digitais

3 Imagem Digital "a:\lab 3\temp7" Template = A Imagem Digital é um conjunto de pixels, que é estruturado segundo uma matriz de m linhas por n colunas. UD II - Geração de Imagens Fotogramétricas Digitais

4 Geração de Imagens Fotogramétricas Digitais Digitalização Matricial 90% das vezes (via scanner) Vetorial (inserção de feições) Câmaras Digitais (Câmaras CCD) UD II - Geração de Imagens Fotogramétricas Digitais

5 Câmaras Digitais Luz incidente Conexão elétrica Dióxido de Silício e- e- e- e- e- e- e- Silício Dispositivo de armazenamento de cargas CCD Charge-Coupled Devices UD II - Geração de Imagens Fotogramétricas Digitais

6 Digitalização Receptor Roda de filtros coloridos PMT Eletrônica Filme 157 Abertura Fonte Luminosa Display digital ou gravador Esquema de um densitômetro UD II - Geração de Imagens Fotogramétricas Digitais

7 Digitalização de Imagens Fotogramétricas Digitalização Para a realização da digitalização há que se definir 2 parâmetros: Digitalização = Discretização + Quantificação Resolução Geométrica Resolução Radiométrica Resolução Radiométrica É a quantidade de bits por pixel. É a definição do domínio dos níveis de cinza. Ex.: 2 8 (bits por pixel) = 256 (níveis de cinza) Resolução Geométrica Imagens Analógicas é traduzida pela resolução do sistema fotográfico, sendo normalmente expressa em linhas/milímetro (l/mm) ou pares de linhas/milímetro (lp/mm). Imagens Digitais é expressa pelo tamanho do pixel. UD II - Geração de Imagens Fotogramétricas Digitais

8 Exemplo 1 Tamanho da Imagem Analógica: 23 x 23 cm Resolução Geométrica da Imagem Digital: 23 µm Resolução Radiométrica da Imagem Digital: 8 bits/pixel Calcular o espaço em disco necessário para armazenar a Imagem Digital. 23 cm / 23 µm = µm / 23 µm = pixels / = 95,37 Mb Exemplo 2 Tamanho da Imagem Analógica: 23 x 23 cm Resolução Geométrica da Imagem Digital: 600 dpi Resolução Radiométrica da Imagem Digital: 8 bits/pixel Calcular o espaço ocupado em disco pela Imagem Digital. 600 pixels 1 = 2,54 cm 1 pixel 42,3 µm 23 cm / 42,3 µm = µm / 42,3 µm = pixels / = 28,19 Mb UD II - Geração de Imagens Fotogramétricas Digitais

9 Quantificação i máx NC máx i NC i mín NC mín i máx - i mín i - i mín = NC máx - NC mín NC - NC mín NC = NC mín + (NC máx - NC mín ) (i i mín ) (i máx - i mín ) UD II - Geração de Imagens Fotogramétricas Digitais

10 Exemplo de Quantificação i máx = 5 ma NC máx = 255 i = 2 ma NC i mín = 0 NC mín = 0 NC = NC mín + (NC máx - NC mín ) (i i mín ) (i máx - i mín ) (255 0) (2-0) NC = 0 + = 102 (5-0) NC = 102 UD II - Geração de Imagens Fotogramétricas Digitais

11 Problema da Digitalização Dada uma imagem analógica com certa resolução geométrica (l/mm), qual deverá ser a resolução geométrica da imagem digital, tal que o poder resolutivo (a resolução) da imagem analógica original seja preservado(a)? Em outras palavras, qual deve ser a taxa de amostragem (de discretização) da imagem analógica tal que a imagem digital derivada tenha o mesmo poder resolutivo? Obs.: Considerar como estimativa de valores médios para a resolução de sistemas fotográficos os seguintes: - 39 lp / mm para cenas de baixo contraste e - 54 lp / mm para cenas de alto contraste. Fonte: ASPRS. UD II - Geração de Imagens Fotogramétricas Digitais

12 Teorema da Amostragem A resolução da imagem digital (RID) deve ser o dobro da resolução da imagem analógica (RIA) para que não haja perda de informação. RID (Pixel) = 1 2 RIA Fator Kell É um fator determinado empiricamente, onde é considerada a possibilidade de haver desalinhamento da amostragem. RID (Pixel) = RIA UD II - Geração de Imagens Fotogramétricas Digitais

13 Resolução da Imagem Digital Considerando-se o Teorema da Amostragem e o Fator Kell tem-se o seguinte intervalo para a discretização de uma imagem analógica: 1 1 RIA RID RIA 2 2 (Pixel) 2 Exemplo RIA = 50 pares de linhas / mm 1 mm 50 linhas x 1 linha x = 1000 µm / 50 = 20 µm 20 µm / 2 2 RID 20 µm / 2 7,0 µm RID 10 µm Pixel = 8,5 µm UD II - Geração de Imagens Fotogramétricas Digitais

14 Elemento de Resolução no Terreno Elemento de Ground Ground Picture Resolução Resolution x no Terreno Distance Element Element ERT (GRD) = Dimensão do Pixel x Denominador da Escala Foto Exemplo - Escala da Foto: 1 : Resolução Geométrica: 42 µm - ERT =? ERT = 42 x 10-6 m x = 0,76 m ERT = 0,76 m Obs.: O PIXEL é a unidade de mensuração da qualidade das operações fotogramétricas. Normalmente os resíduos de um ajustamento pelo MMQ são expressos nessa unidade. UD II - Geração de Imagens Fotogramétricas Digitais

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