Sensori di immagini e misure senza contatto
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La prima week, introduttiva, si compone di un’unica lezione, nella quale si discuterà della visione diurna e notturna. Analizzeremo da vicino la struttura dell’occhio umano con particolare attenzione alle cellule fotoricettrici: i coni e i bastoncelli.
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La seconda week si compone di due moduli. Nel primo ci addentreremo all’interno di una moderna fotocamera digitale per capirne il funzionamento, iniziando dallo studio dell’effetto fotoelettrico, alla base del funzionamento del sensore. Scopriremo che vi sono due tipologie differenti di sensori: i CCD e i CMOS, che confronteremo per risaltarne vantaggi e svantaggi. Vedremo quindi in che modo la luce incidente viene trasformata in immagine digitale; parleremo di conversione analogico-digitale del segnale elettrico; scala di luminosità dei pixel e istogramma di esposizione dell’immagine. Scopriremo poi come sia possibile ottenere immagini a colori, grazie all’utilizzo di filtri e alle tecniche di tricromia.
Il secondo modulo è incentrato sulla fotografia astronomica: si discuterà del processo di calibrazione delle immagini per ottenere scatti di qualità di oggetti celesti. Verranno introdotti i dark e i bias frame, utilizzati per sottrarre alla nostra immagine grezza il segnale termico (dato dal riscaldamento del sensore) e il segnale di lettura (dato dalla componente elettronica), per poi passare al flat frame, utile per correggere il fixed pattern e ottenere così un campo uniformemente illuminato. Tratteremo quindi la media delle immagini al fine di attenuare il rumore casuale. -
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Nella terza week si parlerà di applicazioni delle immagini nell’ambito delle misure. Scopriremo come, grazie all’astrometria, possiamo studiare il moto dei corpi celesti; con la fotometria la loro intensità luminosa e, tramite la spettroscopia, analizzarne lo spettro elettromagnetico.
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