l

Politechnika Warszawska 

Wydział Samochodów i Maszyn 

Roboczych 

Wprowadzenie do przetwarzania 

obrazów 

Praca domowa 

Akwizycja Obrazów 

 

 

 

Mateusz Cieloch gr. 3,1 numer albumu 237897 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Spis treści: 

1. Wstęp. 
2. Przykłady użycia akwizycji obrazów 
3. Historia 
4. Urządzenia wykorzystywane do akwizycji obrazów 
5. Fotografia cyfrowa 
6. Obraz cyfrowy 
7. Problemy podczas akwizycji 
8. Literatura 

 

aa 

1. Wstęp 

Akwizycją obrazu nazywamy proces pobierania informacji w postaci obrazu 
o interesującym nas obiekcie fizycznym, a następnie przekształcanie jej na 
postać cyfrową. Oznacza to przekształcenie obrazu analogowego na obraz 
cyfrowy. Do takiego przekształcenia wykorzystuje się procesy próbkowania i 
kwantowania. Pozyskanie cyfrowej reprezentacji obrazu umożliwia 
przeprowadzenie dalszej obróbki pozyskanych informacji w specjalistycznych 
systemach komputerowych. Akwizycja obrazu

a

 dostarcza dane, których 

użycie pozwala na wykorzystanie komputerów do celów, jakie kiedyś 
wymagały użycia oka

a

ludzkiego lub były niewykonalne. 

Analiza i rozpoznawanie obrazów możliwe dzięki akwizycji to jedna z 
ajszybciej rozwijających się gałęzi informatyki w obecnych czasach. Technika 
używana niegdyś wyłącznie w laboratoriach jest używana obecnie na szeroką 
skalę w przemyśle oraz życiu codziennym. 

2. Przykłady użycia akwizycji obrazów. 

Komputerowa obróbka i identyfikacja obrazów znajduje zastosowanie na 
liniach produkcyjnych w fabrykach oraz w różnego rodzaju sortowniach. 
Kamera połączona z komputerem może posłużyć do analizy jakości 
elementów znajdujących się na taśmie podajnika, co pozwala na 
zautomatyzowanie procesów takich jak: 
- wyszukiwanie uszkodzonych produktów, 
- segregacja produktów na klasy względem kształtu, koloru albo wielkości, 
- ocena wydajności i prawidłowości pracy zautomatyzowanych linii 
produkcyjnych, 
- automatyczne unieruchomienie podłączonych urządzeń w przypadku 
wykrycia wystąpienia zagrożenia życia osób trzecich, które bez pozwolenia 
wtargnęły na teren zakładu 
Możliwości uzyskane dzięki pozyskiwaniu, obróbce i rozpoznawaniu obrazów 

pozwalają na zmniejszenie kosztów wytwarzania danego dobra przez redukcję 
personelu pracującego przy wizualnym nadzorze produkcji i segregacji 
produktów. Dodatkowo oznacza to również skrócenie czasu trwania tych oraz 
wielu innych procesów, przez zastąpienie człowieka specjalistycznymi 
robotami wyposażonymi w urządzenia do akwizycji i przetwarzania obrazów. 
Rozwój technologiczny pozwolił na użycie dobrodziejstw pozyskiwania 
i przetwarzania obrazów w życiu codziennym. Przykładem do niedawna 
niewyobrażalnych możliwości teraz dostępnych dzięki akwizycji jest detekcja 
twarzy podczas robienia zdjęć nowoczesnym, cyfrowym aparatem 
fotograficznym lub telefonem komórkowym. O szerokiej gamie zastosowań 
akwizycji danych świadczy rosnące jej użycie w dziedzinach takich jak 
medycyna i astronomia. 

3. Historia 

Niemal od początku ludzkości człowiek próbował utrwalić obraz rejestrowany 
przez jego oczy. Świadczą o tym między innymi liczne malowidła 
odnajdowane na ścianach jaskiń. Malowanie zaobserwowanych obrazów było 
jednak metodą czasochłonną i mało dokładną. W XIX wieku dzięki rozwojowi 
w dziedzinie chemii i połączeniu wielu różnych technik powstała fotografia. Był 
to wynalazek przełomowy znacznie usprawniający cały proces uwieczniania 
obserwowanych obrazów.Wraz z upływem lat fotografia analogowa pozwalała 
na coraz prostsze uwiecznianie obrazów w coraz lepszej jakości. Możliwości 
obróbki fotografii były niewielkie. Krokiem milowym w tej dziedzinie okazało się 
powstanie fotografii cyfrowej pod koniec XX wieku.Umożliwiło to przesyłanie 
zarejestrowanego obrazu do komputera, gdzie można go poddać obróbce i 
przygotować to wykorzystania do różnych celów. 

4. Urządzenia wykorzystywane do akwizycji obrazów. 

Do przeprowadzenia akwizycji obrazów można użyć urządzeń takich jak: 
- cyfrowy aparat fotograficzny (cechuje się dużą dostępnością oraz dużą 
rozdzielczością otrzymywanego obrazu) 
- kamera cyfrowa (pozwala na przetwarzanie dużej ilości obrazów co 
umożliwia na rejestrowanie zmian otoczenia w czasie. Duże prędkości 
przetwarzania danych uzyskiwane są kosztem pogorszenia jakości 
poszczególnych obrazów. Stanowi to duży minus użycia tego urządzenia) 
- skaner (pozwala na otrzymanie obrazu o bardzo dużej rozdzielczości, jednak 
wymaga wcześniejszego przygotowania obiektu skanowanego co często nie 
jest w ogóle możliwe) 
Różne charakterystyki poszczególnych urządzeń wymuszają konieczność 
doboru odpowiednich narzędzi do planowanego zastosowania. Dzięki 
ogólnodostępności wszystkich tych urządzeń, brak uniwersalności nie stanowi 
żadnego problemu. 

5. Fotografia cyfrowa 

Niezbędne do przeprowadzenia akwizycji danych jest wykonanie fotografii 
cyfrowej, polegającej na utrwaleniu obrazu w postaci cyfrowej, a nie na 
chemicznym nośniku światłoczułym, jak ma to miejsce w fotografii analogowej. 
Utrwalanie obrazu w aparatach cyfrowych możliwe jest dzięki pomiarowi 
jasności poszczególnych pikseli matrycy. Cechą charakterystyczną tej techniki 

jest dokładnie taka sama rozdzielczość wyrażona w megapikselach. W 
cyfrowym aparacie fotograficznym rozdzielczość ogranicza zastosowana 
matryca, natomiast w aparacie analogowym wielkości kryształów srebra 
metalicznego. Zdolność rozdzielcza obiektywu ma wpływ na 
rozdzielczość w obu rodzajach aparatów fotograficznych. 

6. Obraz cyfrowy 

Dzięki fotografii cyfrowej otrzymujemy cyfrowy obraz będący dwuwymiarową 
funkcją dyskretną g(x,y) czyli taka że jej argumenty to dyskretne piksele, a 
wartości to kolory w przestrzeni RGB. Początek układu współrzędnych 
przyjmuje się w lewym górnym rogu obrazu. 
 

 

Rys. 1. Rysunek przedstawiający układ współrzędnych obrazu cyfrowego. 
 
 

7. Problemy podczas akwizycji 

Podczas procesu akwizycji powstają pewne zniekształcenia, które należy 
zredukować podczas wstępnego przetwarzania obrazów. 
Rodzaje zniekształceń: 
I. Zniekształcenia radiometryczne spowodowane: 
- nierównomiernością oświetlenia, 
- błędami konwersji oświetlenia. 
II. Zniekształcenia geometryczne spowodowane: 
- nieliniowością układów przeglądania, 
- zmianami skali, 
- obrotem kamery, 
- własnościami toru optycznego 
- nierównomiernościami płaszczyzn obrazu i elementu fotoczułego kamery 
 
 
 
 

 

8. Literatura 
-

http://korzen.org/wsisiz/przetwarzanie%20obrazow/wyklad/Wykl02pdf.pdf 

-

http://robotyka.ia.pw.edu.pl/twiki/bin/viewfile/Publications/AllTheses? 

rev=1;filename=mszymczak_praca_inz.pdf 

-

http://www.ibspan.waw.pl/~jaworska/st_dok0309.pdf 

-

http://pl.wikipedia.org/wiki/Fotografia_cyfrowa 

-

http://grb.fuw.edu.pl/pi/thesis/MichalJegier.pdf