3.4. Az érzékelők és az átalakítók

Az információszerző eszközök a külvilág fizikai, kémiai jellemzőit érzékelik, majd átalakítják olyan formátumra, hogy jól szállítható, illetve feldolgozható legyen. Két fontos elemük van: az érzékelő, amely közvetlen fizikai kapcsolatban áll a külvilágból érkező jelekkel, és az átalakító, amely - valamilyen fizikai vagy kémiai törvényszerűségen alapulva - általában elektromos jelekké alakítja át a bejövő jeleket. Az információszerző eszközök érzékelhetnek pl. mechanikai rezgéseket (hang), ill. elektromágneses hullámokat (fény).

Képfelvevő eszközök

Az elektronikus képátvitel során a kép érzékelésére kezdetben elektroncsöveket (ikonoszkópot, vidikont), használtak, jelenleg képfelvevő és átalakító eszközökben CCD-t. A videókamerák CCD belső oldalára olyan félvezető anyagot hordtak fel, amely fény hatására megváltoztatja ellenállását. E CCD-jellemezre vetíti rá az optikai rendszer a képet, és az ellenállás-változást kihasználva végzi el az optikai elektromos átalakítást. A CCD-érzékelő a digitális fényképezőgép „fényérzékelő retina". Ma a digitális fényképezőgépekben 1-2 millió pixeltől 5-6 millió pixeles példányokkal, illetve 14-15 millió pixeles hátfalakkal találkozhatunk. Ez utóbbiak a professzionális filmes kamerák hátoldalára szerelhető érzékelő eszközök. Számunkra fontos jellemzőik a hagyományos filmmel összevetve:


  CCD Hagyományos film
Hatásfok 50-80% 3-4%
Dinamika Lineáris, 10000-szeres átfogás Az érzékenységtartomány szélei felé nem lineáris, kb. 100-szoros átfogás
Spektrális érzékenység Látható és infravörös Látható és ultraibolya
Felbontás Kisebb Nagyobb

2. Táblázat A celluloid film és CCD tulajdonságaink összehasonlítása

A számítógépes képfeldolgozásban felvevő eszköznek csak az olyan berendezéseket tekintjük, amelyek a kimenetükön digitalizálható analóg képjelet, illetve közvetlenül digitális képet adnak. A képérzékelés azon alapul, hogy valamilyen elsődleges fényforrás (nap vagy valamilyen mesterséges fényforrás) megvilágítja a digitalizálni kívánt tárgyat, személyt, amelyre rá eső fény egy részét visszaveri, ezért úgynevezett másodlagos fényforrássá válik. A visszavert fény információt szállít a felület alakjáról, színeiről illetve különböző jellemzőiről. A visszavert fény egy részét optikai eszközökkel leképezve jön létre a kép, melyet a képérzékelő eszköz érzékel, és pontról pontra letapogat.

Kamerák

Az 1960-as években, amikor a képfeldolgozó rendszerek dinamikus fejlődésnek indultak, a televíziós képfelvételi, átviteli és vételi rendszer már széles körben elterjedt, így kézenfekvően adódott a képfeldolgozó rendszerek bemeneti eszközeként az opto-elektronikus tv-kamera. A digitális kamerák működése is a camera obscura elvén alapul csakúgy, mint a digitális fényképezőgépek és a szkennerek.

Digitális fényképezőgép, amelyek a látható világ képpontokká történő leképzését végzik. Az eredmény annál inkább közelíti a valóságot, minél több képpontból (pixel) áll össze a keletkezett kép. Egy átlagos felhasználó számára megfelelő lehet az 1 Megapixel (1 millió képpont), a csúcstechnológiát jelenleg a 10 Megapixeles fényképezőgépek jelentik.

18. ábra: Optikai leképzés a CCD-n

 

19. ábra: CCD képe

 

20. ábra: CMOS (Complemetary Metal Oxide Semiconductor)

 

Charge Coupled Device (töltéscsatolt eszköz), amely a leggyakoribb képérzékelő napjainkban, és a CMOS (Complemetary Metal Oxide Semiconductor) képérzékelő.