Bilgisayarla Fotogrametrik Görme

Transkript

1 Bilgisayarla Fotogrametrik Görme Dijital Görüntü ve Özellikleri Yrd. Doç. Dr. Mustafa DİHKAN 1

2 Dijital görüntü ve özellikleri Siyah-beyaz resimler için değer elemanları arasındadır. 256 farklı durum için bilgi 8-bit ile gösterilir. Renkli resim için ise aynı büyüklükte üç resim matrisi vardır. Gri Değerler: Kayıt edilen siyah ile beyaz arasındaki 256 gri renk tonu olarak ifade edilir (DN: Digital Number). Örnekleme: Herhangi bir pikselin geometrik olarak görüntü üzerinde oluşturulması. 15 Mart 2017 Çarşamba 2

3 Dijital görüntü ve özellikleri 1x1+0x2+1x4+1x8+1x16+0x32+1x64+0x128=93 15 Mart 2017 Çarşamba 3

4 Dijital görüntü ve özellikleri Düz çizgi, analog resimde sürekli bir çizgi, sayısal resimde ise ayrık pikseller ile temsil edilir. Eğer sayısal resimdeki piksel boyutu (örnekleme aralığı) küçültülürse çizgi daha sürekli bir görünüm alacak, fakat daha fazla pikselle gösterilecektir. Dolayısıyla, örneklemede en önemli faktör piksel boyutu veya örnekleme aralığıdır. 15 Mart 2017 Çarşamba 4

5 Dijital görüntü-tarama Tek boyutlu bir fonksiyonun taranması Resim fonksiyonu, f(x), konum ve yoğunluk göz önüne alındığında sürekli bir fonksiyondur Tarama: Resim elemanlarının (piksel) konumlarının belirlenmesidir. Değer atama (Quantization): Yoğunlukların belirlenmesi; Yoğunluk dizisi I G doğal sayılar kümesinin elemanlarından oluşur. (Örneğin I G = 0, 1, 2, 255 = 8 bit) Bu iki işlem sonucunda dijital görüntü oluşur. 15 Mart 2017 Çarşamba 5

6 Obje-gerçek dünya Görüntünün ayrık piksellere bölünmesi (Örnekleme), Görüntü matrisi Her bir piksele gri değer atama, gri tonların tonlara ayrılması (Sayısallaştıma) Dijital görüntü 15 Mart 2017 Çarşamba 6

7 Dijital görüntü radyometrisi Radyometrik çözünürlük Muhtemel gri değer sayısı (piksel derinliği veya renk derinliği) 8 bit 256 gri düzey üretirken, 12 bit 4096 üretir. Karşılaştırma yapılırsa, insan gözü 50 (6 bit) gri düzeyi ancak ayırt edebilir. 15 Mart 2017 Çarşamba 7

8 Dijital görüntülerin bilgisayarda gösterimi f R (x,y) f G (x,y) f B (x,y) Renkli görüntü bileşenleri fr(x,y), fg(x,y) fb(x,y) Blue RGB color vector Green Red Bileşenlerin çakıştırılmış hali fr(x,y), fg(x,y) fb(x,y) 15 Mart 2017 Çarşamba 8

9 Dijital görüntü avantajları Teknolojik ilerlemelerle birlikte sayısal resim öncelikle yakın mesafe (yersel) fotogrametrisi uygulamalarında ve uydu fotogrametrisinde kullanılmıştır. Yersel çalışmalarda esneklik (doğruluk aralığı), sayısal resmin çözünürlüğüne bağlıdır. Sayısal resmi kullanmanın başlıca yararları; Optik-mekanik gereksinme olmaksızın sayısal resimlerin bilgisayar ekranından ölçülebilir ve görülebilir olması, Ölçme sistemlerinin kalibrasyon gerektirmeyen değişmez sistemler olması, Bu sistemlerde resim kalitesinin arttırılabilir olması, Bu sistemlerin kullanıcılara otomasyon olanağı sağlaması, Uygulamaların gerçek-zamanlı olarak veya çok yakın zamanda yapılabilir olması 15 Mart 2017 Çarşamba 9

10 Dijital fotogrametride veri toplama Sayısal fotogrametrik uygulamaların en önemli adımlarından biri sayısal görüntülerin elde edilmesidir. Günümüz teknolojisinde genel olarak iki şekilde yapılmaktadır. Bunlar, Tarayıcılar (Scanners): Analog kameralarla çekilen resimlerin optik tarayıcılar 7, 14, 28, 56, 112, kullanılarak sayısal sitemlere aktarılması, 224 mikron ( ) mm RGB ve Gri CCD & Dijital (Charge Coupled Device -Yük Bağlamalı Düzen) Kameralar: Doğrudan sayısal görüntü alan kameraların kullanılmasıdır. Yersel Kamera Hava Kamerası Zeiss/Intergraph DMC 4 Yüksek Çöz. (7k 4k) Pan 4 Multi Spect. (3k 2k) 15 Mart 2017 Çarşamba 10 Nikon D100 6 MP ( )

11 Resim-Piksel (Sensör) KS dönüşümü n x (0,0) Y görüntü x piksel n y (0,0) X görüntü y piksel P sx P sy x resim = x n 2 x p sx Piksel koordinatlarından görüntü koordinatlarına transformasyon, y resim = - y + n y 2 p sy eşitlikleri ile sağlanır. Burada, x, y görüntü koordinatlarını, x, y piksel koordinatlarını, n x, n y, x ve y yönündeki piksel sayısını, p sx ve p sy ise x ve y yönündeki piksel boyutunu göstermektedir. 15 Mart 2017 Çarşamba 11

12 Resim-Piksel Koordinat Sistemi, Asal Nokta, Uçuş Yönü UltraCamD Kamerası, Kamera kalibrasyon raporu Level 2- Görüntü KS-Pankromatik 15 Mart 2017 Çarşamba 12

13 Uygulama: DMC_II_230 kamera focal_length (c) : ppac (x 0, y 0 ) : film_format : camera_type : frame media_type : digital pixel_size : image_size_in_pixels : (image_i) (image_ii) NN x (pixel) y (pixel) x (pixel) y (pixel) ilgili noktaların resim koordinatlarını hesaplayınız. 15 Mart 2017 Çarşamba 13