V.2.9. Сканування фотознімків

По суті, диференційне перетворення або ортофототрансформування зображень також є скануванням. Проте розміри квадратів - "елементів зображення" були значні і виражались в одиницях-десятках міліметрів. У цифровій фотограмметрії йдеться про сканування малих елементів зображень -пікселів, розміри яких становлять тисячні частки міліметра (мікрони). Проте принципова суть сканування така сама, як і продемонстрована на рис. V.2.4.

Нагадаємо, що скануванням або дігіталізацією називають перетворення звичайного фотознімка на цифрову форму. Щоб не втратити жодної інформації, яку дає фотознімок, потрібно інтервал сканування узгодити з роздільною здатністю знімка. Роздільну здатність (РЗ) задають у кількості ліній на один міліметр (лін/мм), тобто роздільна здатність означає, скільки штрихів та проміжків між ними можна розрізнити на відрізку в 1 мм. Теоретичні розрахунки з урахуванням тільки дифракції дають навіть 250 лін/мм.

Насправді, на практиці, враховуючи інші недоліки лінз - "зернистість" фотознімка, контрастність - ці можливості значно менші, приблизно РЗ = 100 лін/мм. Кутова роздільна здатність (КРЗ) = 35". Фактична середня монокулярна гострота зору людини становить ЗО". У геодезії критичний кут зору звичайно беруть 60". Згідно з теоремою про сканування можна отримати такий інтервал сканування:

552

Розділ V

На практиці чисельник беруть таким, що дорівнює 0,7, тобто:

Д#,мм = 0,7/(2-РЗ).

Для знімка низької контрастності роздільна здатність становить 50 лін/мм. Тоді АД = 0,7/(2-50)= 0,007 мм = 7 цм . Розмір пікселів менше за 7 цм у наш час вже досягнуто. Проте інтервал сканування не можна порівнювати із сенсор­ною величиною (світлочутливого) елемента сканера. Тільки під час ідеального сканування інтервал сканування та величина сенсорного елемента ідентичні. Тільки тоді маємо ідеальну схему сканування, показану на рис. V.2.5. У деяких сканерах інтервал сканування дуже малий, а розмір сенсора значно більший. Тоді буде перекриття пікселів з певним розтягуванням вихідної інформації.

Зі зменшенням пікселів зростає співвідношення сигнал-шум, тобто наявні спотворення і згасання корисного сигналу. Строге розв'язання цієї неузгод­женості виконане далеко не у всіх сучасних сканерах. Залежно від розташу­вання детекторів - світлочутливих сенсорів розрізняють три різні конструкції сканерів:

1. Один детектор, який проходить над знімком по рядках (послідовно). Відомі фірми Hell, Optronigs, Scitex.

2. Ряд детекторів по рядках рухаються над знімком. В одному ряді розміщені 2048 детекторів. Найменша величина піксела - 7,5 мм. Точність визначення позиції- 1 мм. За цим принципом працюють Photoscan PS1, фірми Zeiss та Intergraph.

553

Автоматизація наземних топографо-геодезичних робіт...

3. Квадратна матриця детекторів записує частину знімка. Ці частини знімка можна об'єднати за допомогою сітки регулярних хрестів. У західній лі­тературі сітку хрестів називають "reseau", що в перекладі із французької означає "сітка" (рис. V.2.6).

За цим принципом працює сканер RS1 фірми Rollej та сканер VX фірми Vexel. Є дві технології використання "сітки". Перша: на фотознімок зверху накладають сітку з награвійованими хрестами, а після цього виконують ска­нування. Друга: наявність сітки у фокальній площині фотокамери або у площинах знімка.