Adquisición, Caracterización y Gestión de imágenes en color

1. Adquisición, Caracterización y Gestión de imágenes en color Actividad del Departamento de Metrología del Instituto de Física Aplicada del CSIC Pamplona 18 de Mayo de 2004

2. El Departamento de Metrología del CSIC tiene como objetivo fundamental la Investigación Científica en los campos de la Metrología que le son propios, para obtener nuevos Patrones y Procedimientos de Medida, mejores, más precisos, o más convenientes que los ya existentes. • Fotometría • Fibras Ópticas • Radiometría • Colorimetría

3. Depositario del Patrón Nacional de Fotometría y • Laboratorio Asociado al CEM • Miembro del CCPR del BIPM • Miembro de EUROMET • Como Laboratorio Nacional tiene la misión de diseminar sus Patrones y dar trazabilidad legal.

4. La Colorimetría siempre ha sido una línea prioritaria Investigar errores que se obtienen en las medidas espectrofotométricas y desarrollar metodologías para reducirlos Aportaciones: polarización, fluorescencia de patrones blancos, ancho de banda, incorrecta exclusión e inclusión de componente especular. " Good Practice Guide to Surface Colour Measurements "

5. Proyecto de Investigación coordinado: “Desarrollo de un sistema de medida, con baja incertidumbre, de radiancia espectral de fuentes inhomogéneas, basado en una cámara CCD” OBJETIVO Desarrollar procedimientos y técnicas experimentales para el calibrado de cámaras CCD

6. Antecedentes • Constatación de la posibilidad de realizar medidas de radiación óptica con estos dispositivos. • Limitación de incertidumbre relacionada con el método de calibración

7. Objetivos • Desarrollar una fuente de radiancia uniforme • Caracterización de la fuente realizada • Caracterización radiométrica de la cámara

8. Condiciones • Emisor primario con superficie emisora bien definida geométricamente. • Ángulo sólido mayor que el ángulo de aceptación de las cámaras. • Medidas espectrales y rango dinámico. • Fuente uniforme y Lambertiana. Solución: Esfera integradora iluminada externamente con radiación láser sintonizable

9. Esfera integradora Láser Ar de bombeo CCD Lente Difusor Controlador de potencia del láser Carril Medidor de  Divisor de haz Láser de colorante

10. Objetivos • Desarrollar una fuente de radiancia uniforme • Caracterización de la fuente realizada • Caracterización radiométrica de la cámara

11. Para utilizar una cámara CCD como instrumento de medida, hay que reducir el ruido Tipos de ruido • Ruido Temporal • Ruido dependiente de la señal (“shot”) • Ruido independiente de la señal • Ruido espacial (variación aleatoria de pixel a pixel) • FPN (independiente de la señal) • PRNU • Ruido de cuantización

12. Tipos de ruido

13. Ruido: Técnicas de reducción • Temporal Promediado temporal de la respuesta • Espacial Respuesta determinista, puede ser corregida mediante un algoritmo de no uniformidad (NUC) • Cuantización No se puede eliminar

14. Resultados después de la reducción Al 90% del nivel de saturación, incertidumbre de 0,02%

15. Dependencia de ruido espacial con 

16. Equivalencia tiempo de integración-irradianciaLas cámaras CCD responden a la exposición radiante en lugar del flujo. Necesidad de establecer relación. ¿equivalencia tiempo de integración-irradiancia?

18. Futuro Análisis espectral de fuentes inhomogéneas tanto primarias como secundarias. Medidas del color de objetos sin restricciones de uniformidad. Requiere cámara calibrada con sistema de análisis espectral: incorporación de filtros espectrales basados en cristal líquido. Posibilidad de realizar medidas espectrales y espaciales al mismo tiempo. Espectrofotómetro 2D; gestión del color.