Ψηφιοποίηση και Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας

Transcript

1 Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ιονίων Νήσων Ψηφιοποίηση και Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας Ενότητα 3: Υλοποίηση Ψηφιοποίησης, Τρισδιάσταση Ψηφιοποίηση, Ψηφιοποίηση ήχου και video Το περιεχόμενο του μαθήματος διατίθεται με άδεια Creative Commons εκτός και αν αναφέρεται διαφορετικά Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

2 Τρισδιάστατη ψηφιοποίηση

3 Διαδικασία σχηματικά 2

4 Φάσεις Προετοιμασία: αποφάσεις σχετικά με τη μεθοδολογία και τις τεχνικές Αποτύπωση δεδομένων: διαδικασία ψηφιοποίησης Επεξεργασία δεδομένων: τελικές επεξεργασίες και ενοποιήσεις επιμέρους τμημάτων Προσοχή: Η διαδικασία μπορεί να διαφοροποιείται ανάλογα με την περίπτωση δεν υπάρχει μία γενικής χρήσης άριστη μέθοδος τρισδιάστατης ψηφιοποίησης 3

5 Μέθοδοι τρισδιάστατης ψηφιοποίησης Σάρωση με ακτίνες λέιζερ (laser triangulation): Προβολή δέσμης ή μοτίβου ακτίνων λέιζερ, ανίχνευσή τους και εφαρμογή γεωμετρικών σχέσεων τριγωνοποίησης για την αναγνώριση γεωμετρίας Σχήμα από δομημένο φωτισμό (shape from structured light): Προβολή χρωματικού (ή όχι) μοτίβου, δισδιάστατη φωτογράφηση και αναγνώριση γεωμετρίας από τις παραμορφώσεις στο μοτίβο Σχήμα από σιλουέτες (shape from silhouette): Πολλαπλή δισδιάστατη φωτογράφηση και ανακατασκευή γεωμετρίας από τις πολλαπλές σιλουέτες 4

6 Μέθοδοι τρισδιάστατης ψηφιοποίησης Σχήμα από στερεοφωτογράφηση (shape from stereo): Αναγνώριση γεωμετρίας από ζεύγος δισδιάστατων φωτογραφιών με χρήση κανόνων στερεοσκοπικής όρασης Σχήμα από κίνηση (shape from motion): Αναγνώριση γεωμετρίας από πλήθος δισδιάστατων φωτογραφιών με χρήση αλγορίθμων αναγνώρισης της τρίτης διάστασης παρόμοιους με τη μέθοδο Σχήμα από στερεοφωτογράφηση Σχήμα από φωτοσκίαση (shape from shading): Μέθοδος δημιουργίας τεχνητής, μεταβλητής και ελεγχόμενης φωτοσκίασης για την εξαγωγή τρισδιάστατης γεωμετρίας με εφαρμογή κανόνων οπτικής σε πλήθος δισδιάστατων φωτογραφιών 5

7 Μέθοδοι τρισδιάστατης ψηφιοποίησης Σχήμα από υφή (shape from texture): Ανάκτηση πληροφορίας τρίτης διάστασης σε δισδιάστατες φωτογραφίες με την εκμετάλλευση πληροφορίας προσανατολισμού και διάχυσης δομικών στοιχείων επιφανειακής υφής Σχήμα από φωτομετρία (shape from photometry): Μέθοδος λήψης δισδιάστατων φωτογραφιών υπό διαφορετικές συνθήκες φωτισμού και ανάκτηση τρισδιάστατης γεωμετρίας μέσω αλγορίθμων οπτικής Σχήμα από μεταβαλλόμενη εστίαση (shape from focus): Ανάκτηση τρίτης διάστασης σε επιφάνειες μέσω σειράς δισδιάστατων φωτογραφιών με ελεγχόμενα μεταβαλλόμενη εστίαση 6

8 Μέθοδοι τρισδιάστατης ψηφιοποίησης Σχήμα από σκιά (shape from shadow): Ανάκτηση γεωμετρίας μέσω παρακολούθησης της σκιάς σε διαδοχική δισδιάστατη φωτογράφηση σε συνθήκες όπου υπάρχει μετακινούμενη πηγή φωτός Σάρωση με συστήματα αφής (measuring systems): Ανάκτηση γεωμετρίας μέσω συνεχούς επαφής ειδικού αισθητηρίου αφής με το αντικείμενο που ψηφιοποιείται 7

9 3D SCANNERS Κριτήρια επιλογής Οπτικό πεδίο σάρωσης και ταχύτητα αποτύπωσης Ακρίβεια αποτύπωσης Ανάλυση αποτύπωσης Αποτύπωση και ποιότητα πληροφορίας υφής Ακρίβεια αντιστοίχισης γεωμετρικής πληροφορίας και πληροφορίας υφής Φιλικότητα προς το χρήστη Απαιτούμενος χρόνος και ευκολία αποπεράτωσης Περιβαλλοντολογικά χαρακτηριστικά για ορθή λειτουργία του σαρωτή 8

10 3D SCANNERS Κριτήρια επιλογής Χρόνος αποτύπωσης ενός αντικειμένου Χρόνος επεξεργασίας του τρισδιάστατου μοντέλου Χρήση λογισμικών άλλης εταιρίας Φορητότητα Υπολογιστικές απαιτήσεις Υποστηριζόμενα format τρισδιάστατων αρχείων Εξειδικευμένο προσωπικό Απαιτήσεις μεταφοράς αντικειμένων (χρήση περιστρεφόμενου τραπεζιού) Επιπρόσθετος εξοπλισμός 9

11 3D SCANNERS Κριτήρια επιλογής Χρόνος εγκατάστασης και τοποθέτησης του σαρωτή Δυνατότητα ανάνηψης από λάθη και πιθανές δυσκολίες Κόστος συστήματος Εγγύηση συστήματος Προαιρετικός εξοπλισμός που συνοδεύει το σαρωτή Δυνατότητα προσαρμοστικότητας 10

12 Άλλα θέματα Προβολή των ψηφιακών δεδομένων Που, τι, πως 11

13 Άλλες ψηφιοποιήσεις

14 Ψηφιοποίηση κινούμενης εικόνας 13

15 Φάσεις διαδικασίας Προετοιμασία: Έλεγχος για φθορές στο film σε εξειδικευμένους χώρους Ψηφιοποίηση: Επιλογή format Ανάλυση χωρική συχνότητα δειγματοληψίας κατά την κατακόρυφη και οριζόντια κατεύθυνση (μέτρηση σε pixels), δομή δειγματοληψίας, κβαντισμός του κάθε δείγματος, χρονική συχνότητα δειγματοληψίας (αριθμός frames/sec) Κωδικοποίηση: στόχος η μείωση του όγκου με μικρές απώλειες Αρχειοθέτηση: πρόβλημα ο μεγάλος όγκος 14

16 Τεκμηρίωση μεταδεδομένα Διαχειριστικά για αρχειοθέτηση και επεξεργασία (κωδικοί, τύποι αποθήκευσης κλπ.) Δομικά για πλοήγηση και παρουσίαση (χρονική πληροφορία, χωρισμός σε σκηνές, πλάνα κλπ.) Περιγραφικά για σημασιολογική αναζήτηση (περιγραφή περιεχομένου, θεματικές κατηγορίες κλπ.) 15

17 Ψηφιοποίηση ήχου Αναπαραγωγή ήχου Μετατροπή αναλογικού σήματος σε ψηφιακό Τεκμηρίωση Φύλαξη Προβολή Εξοπλισμός Ηλεκτρονικός Υπολογιστής Κατάλληλο λογισμικό Ηχητικός εξοπλισμός Μηχανήματα προετοιμασίας τεκμηρίων (π.χ. φούρνος αφύγρανσης, συσκευή πλυσίματος δίσκων κλπ) Μηχανήματα ανάγνωσης τεκμηρίων Μετατροπέας AD/DA (μετατροπή αναλογικού σήματος σε ψηφιακό) Μέσα αποθήκευσης 16

18 Πηγές Συνοπτικός οδηγός ψηφιοποίησης τρισδιάστατων κινητών και ακίνητων αντικειμένων, Ινστιτούτο πολιτιστικής και εκπαιδευτικής τεχνολογίας object_scanning.pdf 17

19 Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό. Οι όροι χρήσης των έργων τρίτων επεξηγούνται στη διαφάνεια «Επεξήγηση όρων χρήσης έργων τρίτων». Τα έργα για τα οποία έχει ζητηθεί άδεια αναφέρονται στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί.

20 Επεξήγηση όρων χρήσης έργων τρίτων διαθέσιμο με άδεια CC-BY διαθέσιμο με άδεια CC-BY-SA διαθέσιμο με άδεια CC-BY-ND διαθέσιμο με άδεια CC-BY-NC διαθέσιμο με άδεια CC-BY-NC-SA διαθέσιμο με άδεια CC-BY-NC-ND διαθέσιμο με άδεια CC0 Public Domain διαθέσιμο ως κοινό κτήμα χωρίς σήμανση Δεν επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου, παρά μόνο εάν ζητηθεί εκ νέου άδεια από το δημιουργό. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου και η δημιουργία παραγώγων αυτού με απλή αναφορά του δημιουργού. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού, και διάθεση του έργου ή του παράγωγου αυτού με την ίδια άδεια. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού. Δεν επιτρέπεται η δημιουργία παραγώγων του έργου. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού. Δεν επιτρέπεται η εμπορική χρήση του έργου. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού και διάθεση του έργου ή του παράγωγου αυτού με την ίδια άδεια. Δεν επιτρέπεται η εμπορική χρήση του έργου. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού. Δεν επιτρέπεται η εμπορική χρήση του έργου και η δημιουργία παραγώγων του. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου, η δημιουργία παραγώγων αυτού και η εμπορική του χρήση, χωρίς αναφορά του δημιουργού. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου, η δημιουργία παραγώγων αυτού και η εμπορική του χρήση, χωρίς αναφορά του δημιουργού. Συνήθως δεν επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου.

21 Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς το Σημείωμα Αδειοδότησης τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει) μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους.

22 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ιονίων Νήσων» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.