Image formation
છબી રચનાના અભ્યાસમાં રેડિયોમેટ્રિક અને ભૌમિતિક પ્રક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે જેના દ્વારા 3D પદાર્થોની 2D છબીઓ રચાય છે. ડિજિટલ છબીઓના કિસ્સામાં, છબી બનાવવાની પ્રક્રિયામાં એનાલોગથી ડિજિટલ રૂપાંતરણ અને નમૂનાનો પણ સમાવેશ થાય છે. ઇમેજિંગ ઇમેજિંગ પ્રક્રિયા એ ઇમેજ પ્લેન પર ઑબ્જેક્ટનું મેપિંગ છે. છબી પરના દરેક બિંદુ પદાર્થ પરના બિંદુને અનુરૂપ છે. એક પ્રકાશિત પદાર્થ પ્રકાશને લેન્સ તરફ વિખેરી નાખશે અને લેન્સ છબી બનાવવા માટે પ્રકાશને એકત્રિત કરશે અને કેન્દ્રિત કરશે. છબીની ઊંચાઈ અને પદાર્થની ઊંચાઈનો ગુણોત્તર વિસ્તૃતીકરણ છે. છબીની સપાટીની અવકાશી હદ અને લેન્સની કેન્દ્રીય લંબાઈ લેન્સના દૃશ્ય ક્ષેત્રને નિર્ધારિત કરે છે. અરીસાની છબીની રચનામાં વક્રતાનું કેન્દ્ર હોય છે અને અરીસાની તેની કેન્દ્રીય લંબાઈ વક્રતાના કેન્દ્રની અડધી હોય છે. એક પદાર્થ સૂર્ય, પ્રકાશ બલ્બ અથવા પ્રકાશ ઉત્સર્જક ડાયોડ જેવા ઉત્સર્જક સ્રોતમાંથી પ્રકાશ દ્વારા પ્રકાશિત થઈ શકે છે. પદાર્થ પરની પ્રકાશની ઘટના પદાર્થની સપાટીના ગુણધર્મો પર આધારિત રીતે પ્રતિબિંબિત થાય છે. ખરબચડી સપાટીઓ માટે, પ્રતિબિંબિત પ્રકાશ સપાટીના દ્વિ-દિશાત્મક પ્રતિબિંબ વિતરણ કાર્ય (બી. આર. ડી. એફ.) દ્વારા વર્ણવવામાં આવેલી રીતે વેરવિખેર થાય છે. સપાટીની બી. આર. ડી. એફ. એ સ્ટેરેડિયન (તેજ) દીઠ ચોરસ મીટર દીઠ બહાર નીકળતી શક્તિ અને ચોરસ મીટર દીઠ ઘટના શક્તિ (વિકિરણ) નો ગુણોત્તર છે. બી. આર. ડી. એફ. સામાન્ય રીતે ખૂણા સાથે બદલાય છે અને તરંગલંબાઇ સાથે બદલાઈ શકે છે, પરંતુ એક ચોક્કસ મહત્વપૂર્ણ કેસ એ સપાટી છે જે સતત બી. આર. ડી. એફ. ધરાવે છે. આ સપાટીના પ્રકારને લેમ્બર્ટિયન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે અને બી. આર. ડી. એફ. ની તીવ્રતા આર/π છે, જ્યાં આર એ સપાટીની પરાવર્તનશીલતા છે. વિખેરાયેલા પ્રકાશનો ભાગ જે લેન્સ તરફ પ્રસરે છે તે ઇમેજિંગ લેન્સના પ્રવેશદ્વાર દ્વારા દૃશ્ય ક્ષેત્ર પર એકત્રિત કરવામાં આવે છે. દૃશ્ય અને છબીનું ક્ષેત્ર લેન્સના દૃશ્યનું ક્ષેત્ર છબી સમતલના કદ અને લેન્સની કેન્દ્રીય લંબાઈ દ્વારા મર્યાદિત હોય છે. છબી પરના સ્થાન અને પદાર્થ પરના સ્થાન વચ્ચેનો સંબંધ y = f * ٹین (θ) છે, જ્યાં y એ છબી સમતલની મહત્તમ હદ છે, f એ લેન્સની કેન્દ્રીય લંબાઈ છે અને θ એ દૃશ્ય ક્ષેત્ર છે. જો y એ છબીનું મહત્તમ રેડિયલ કદ હોય તો θ એ લેન્સના દૃશ્યનું ક્ષેત્ર છે. જ્યારે લેન્સ દ્વારા બનાવવામાં આવેલી છબી સતત હોય છે, ત્યારે તેને અલગ ક્ષેત્ર બિંદુઓના સમૂહ તરીકે તૈયાર કરી શકાય છે, જે દરેક પદાર્થ પરના બિંદુને રજૂ કરે છે. છબીની ગુણવત્તા લેન્સમાં વિચલનો અને મર્યાદિત છિદ્ર સ્ટોપ દ્વારા બનાવવામાં આવેલા વિવર્તન દ્વારા મર્યાદિત છે. વિદ્યાર્થીઓ અને સ્ટોપ્સ લેન્સનો ઍપર્ચર સ્ટોપ એક યાંત્રિક ઍપર્ચર છે જે દરેક ક્ષેત્ર બિંદુ માટે પ્રકાશ સંગ્રહને મર્યાદિત કરે છે. પ્રવેશદ્વાર એ લેન્સની ઑબ્જેક્ટ બાજુ પર ઓપ્ટિકલ તત્વો દ્વારા બનાવવામાં આવેલ છિદ્ર બંધની છબી છે. પદાર્થ દ્વારા વિખેરાયેલા પ્રકાશને પ્રવેશ વિદ્યાર્થી દ્વારા એકત્રિત કરવામાં આવે છે અને રીફ્રેક્ટિવ તત્વોની શ્રેણી દ્વારા છબીના સમતલ પર કેન્દ્રિત કરવામાં આવે છે. ઇમેજ પ્લેન પર કેન્દ્રિત પ્રકાશનો શંકુ પ્રવેશ વિદ્યાર્થીનીના કદ અને લેન્સની કેન્દ્રીય લંબાઈ દ્વારા સેટ કરવામાં આવે છે. આને ઘણીવાર લેન્સના એફ-સ્ટોપ અથવા એફ-નંબર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. f/#= f/D જ્યાં D એ પ્રવેશ વિદ્યાર્થીનો વ્યાસ છે. પિક્સેલેશન અને રંગ વિ. મોનોક્રોમ લાક્ષણિક ડિજિટલ ઇમેજિંગ પ્રણાલીઓમાં, સેન્સરને ઇમેજ પ્લેન પર મૂકવામાં આવે છે. પ્રકાશ સેન્સર પર કેન્દ્રિત છે અને સતત છબી પિક્સેલેટેડ છે. સેન્સરમાં દરેક પિક્સેલ પર પ્રકાશ ઘટના પિક્સેલની અંદર સંકલિત કરવામાં આવશે અને પ્રમાણસર ઇલેક્ટ્રોનિક સંકેત પેદા કરવામાં આવશે. પિક્સેલનું કોણીય ભૌમિતિક રીઝોલ્યુશન એટાન (પી/એફ) દ્વારા આપવામાં આવે છે, જ્યાં પી એ પિક્સેલની પિચ છે. આને પિક્સેલ ફિલ્ડ ઓફ વ્યૂ પણ કહેવામાં આવે છે. સેન્સર મોનોક્રોમ અથવા રંગ હોઈ શકે છે. મોનોક્રોમ સેન્સરના કિસ્સામાં, દરેક પિક્સેલ પરની પ્રકાશ ઘટના એકીકૃત થાય છે અને પરિણામી છબી ગ્રેસ્કેલ જેવી ચિત્ર હોય છે. રંગીન છબીઓ માટે, રંગીન છબી બનાવવા માટે મોઝેક રંગ ફિલ્ટર સામાન્ય રીતે પિક્સેલ્સ પર મૂકવામાં આવે છે. એક ઉદાહરણ બેયર ફિલ્ટર છે. દરેક પિક્સેલ પર સિગ્નલ ઇન્સિડેન્ટ પછી બીટ સ્ટ્રીમમાં ડિજિટાઇઝ કરવામાં આવે છે. છબીની ગુણવત્તા છબીની ગુણવત્તા ભૌમિતિક અને ભૌતિક બંને વસ્તુઓ પર આધારિત હોય છે. ભૌમિતિક રીતે, છબીમાં પિક્સેલ્સની ઊંચી ઘનતા ઓછી અવરોધિત પિક્સેલેશન આપશે અને આમ વધુ સારી ભૌમિતિક છબી ગુણવત્તા આપશે. લેન્સના વિચલનો પણ છબીની ગુણવત્તામાં ફાળો આપે છે. ભૌતિક રીતે, છિદ્ર બંધ થવાને કારણે વિવર્તન એ એફ-નંબરના કાર્ય તરીકે ઉકેલવા યોગ્ય અવકાશી આવર્તનને મર્યાદિત કરશે. ફ્રિક્વન્સી ડોમેનમાં, મોડ્યુલેશન ટ્રાન્સફર ફંક્શન (એમટીએફ) એ ઇમેજિંગ સિસ્ટમની ગુણવત્તાનું માપ છે. એમ. ટી. એફ. એ સાઇનસોઈડની આવર્તનના કાર્ય તરીકે ઇમેજ પ્લેન પર ઇરેડિયન્સમાં સાઇનસોઈડલ વિવિધતાની દૃશ્યતાનું માપ છે. તેમાં વિવર્તન, વિચલન અને પિક્સેલેશનની અસરોનો સમાવેશ થાય છે. લેન્સ માટે, એમ. ટી. એફ. એ વિદ્યાર્થીની કાર્યનો સ્વ-સંબંધ છે, તેથી તે મર્યાદિત વિદ્યાર્થીની હદ અને લેન્સના વિચલનો માટે જવાબદાર છે. સેન્સર એમ. ટી. એફ. એ પિક્સેલ ભૂમિતિના ફોરિયર રૂપાંતરણ છે. ચોરસ પિક્સેલ માટે, એમ. ટી. એફ. (ω) = sin (ω)/ω જ્યાં p એ પિક્સેલની પહોળાઈ છે અને ω એ અવકાશી આવર્તન છે. લેન્સ અને ડિટેક્ટરના સંયોજનનું એમ. ટી. એફ. એ બે ઘટક એમ. ટી. એફ. નું ઉત્પાદન છે. પર્સેપ્શન રંગીન છબીઓને બે રીતે જોઈ શકાય છે. કોમ્પ્યુટર દ્રષ્ટિના કિસ્સામાં સેન્સર પર પ્રકાશની ઘટનામાં છબીનો સમાવેશ થાય છે. દ્રશ્ય પ્રત્યક્ષીકરણના કિસ્સામાં, માનવ આંખ પ્રકાશને રંગ આધારિત પ્રતિભાવ આપે છે તેથી આનો હિસાબ રાખવો આવશ્યક છે. ગ્રેસ્કેલમાં રૂપાંતરિત કરતી વખતે આ મહત્વપૂર્ણ વિચારણા છે. આંખમાં છબીની રચના આંખના લેન્સ અને સામાન્ય ઓપ્ટિકલ લેન્સ વચ્ચેનો મુખ્ય તફાવત એ છે કે પહેલું લવચીક છે. લેન્સની અગ્રવર્તી સપાટીની વળાંકની ત્રિજ્યા તેની પશ્ચાદવર્તી સપાટીની ત્રિજ્યા કરતાં વધારે હોય છે. લેન્સનો આકાર સિલિઅરી બોડીના રેસામાં તણાવ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. દૂરના પદાર્થો પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવા માટે, નિયંત્રિત સ્નાયુઓ લેન્સને પ્રમાણમાં સપાટ બનાવે છે. તેવી જ રીતે, આ સ્નાયુઓ આંખની નજીકની વસ્તુઓ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવા માટે લેન્સને જાડા થવા દે છે. લેન્સના કેન્દ્ર અને રેટિના (ફોકલ લંબાઈ) વચ્ચેનું અંતર આશરે 17 મીમીથી લગભગ 14 મીમી સુધી બદલાય છે, કારણ કે લેન્સની રીફ્રેક્ટિવ શક્તિ તેના લઘુત્તમથી મહત્તમ સુધી વધે છે. જ્યારે આંખ લગભગ 3 મીટરથી વધુ દૂરની વસ્તુ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે, ત્યારે લેન્સ તેની સૌથી ઓછી રીફ્રેક્ટિવ શક્તિ દર્શાવે છે. જ્યારે આંખ નજીકના પદાર્થ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે, ત્યારે લેન્સ સૌથી મજબૂત રીતે રીફ્રેક્ટિવ હોય છે. સંદર્ભો કમ્પ્યુટર વિઝન ઈમેજ પ્રોસેસિંગ