Цифровой фотографический процесс

и видеозапись»
Автор разработки:
доцент кафедры НД
Владимир Геннадьевич БУЛГАКОВ

фотография и видеозапись: Учебник - 2 изд. – Москва, 2011.

Издательство: Щит-М. – 816 с.

Рекомендуемая литература:

видеозапись. – Волгоград, 2005.
Рекомендуемая литература:

Рекомендуемая литература:

литература:

в результате фотохимических превращений в светочувствительном материале.
В основе цифровой фотографии

– физические процессы, основанные на явлении внутреннего фотоэлектрического эффекта.
Оно лежит в основе световоспринимающих устройств современных теле- и видеокамер (ПЗС-матриц, КМОП-сенсоров) и позволяет превращать оптическое изображение сначала в электрический, а затем в цифровой сигнал посредством компьютера.

фотографии.
3. Теоретические основы цифровой фотографии.

изображения рассматривается как одно из направлений в фото-графии, как один

из методов фотографической фиксации информации с применением компьютерных средств.
Цифровая фотография - (электронная, компьютерная) – одна из технологий фотографии, основанная на использовании оптоэлектронных светоприемников и цифровой обработки изо-бражений.

передачи изображений по телекоммуникациям (связи, телефонной линии и т. п.)

на большие расстояния.
2. Наглядность подготовительного этапа съемки, то есть возможность формировать изображения в реальном времени и осуществлять на стадии съемки визуальный контроль получаемого изображения на экране, сокращая время для получения изображения требуемого качества.
3. Простота метода, поскольку для его применения в судебной фотографии достаточно пользовательского уровня владения компьютером.

положительные стороны прямых и косвенных методов, известных в традиционной фотографии.

Она позволяет получать контрастные изображения с хорошими оптическими параметрами, непосредственно наблюдать результаты исследований в невидимой зоне спектра.
5. Возможности коррекции (цифровой обработки) изображений с целью выявления и фиксации индиви-дуальных признаков (изменением тонового и цветового контраста, повышением резкости, удалением помех в изображении, усилением слабовидимого и т. п.).

и традиционная, совмещает в себе две функции: запечатлевающую и исследователь-скую.
Она

активно используется при производстве следствен-ных действий, позволяя уже в ходе их проведения оперативно изготавливать изображения фиксируемых процессов, обстановки, предметов – вещественных доказательств, следов и оформлять их вместе с протоколом.
Широки ее возможности и при проведении экспертных исследований.

в фотографии необходим комплекс цифровых средств – обязательный набор инструментальных

средств, включающий:

устройство ввода,
графическую станцию (для преобразования в цифровой вид, обработки и хранения изображений)
устройство вывода информации.

видеокамеры, телекамеры, сканирую-щие устройства (проекционный или планшетный сканер), цифровые фотокамеры.
Существует

два класса цифровых фотокамер – профессиональные и любительские. Профессиональные камеры, в свою очередь, подразделяются на студийные (стационарные) и репортерские (переносные).

цифровые фотокамеры начального уровня Olympus FE-120 (слева) и Canon Digital

IXUS 50 (справа).

обработки и аналогово-цифровым преобразователем (АЦП),
процессоры обработки и интерфейса,
органы управления,
карту памяти.

чувствительных к свету элементов. Под действием света на каждой ячейке

фотоприемника накапливается электрический заряд, который потом преобразуется в напряжение и считывается с фотоприемника.
Сигнал с выхода световоспринимающего устройства поступает в видеопроцессор, где сначала происходит преобразование по выделению полезной информации (устранению помех), а затем аналого-цифровое преобразование.
В АЦП происходит трансформация световых и цветовых характеристик изображения в цифровую форму.

осуществляет процессор. Он анализирует распределение света на световоспринимающем устройстве, обрабатывает

полученную информацию и устанавливает экспозиционные параметры для съемки.
В работе процессора можно выделить два функциональных блока: обработка изображений и обеспечение функционирования интерфейса.
Процессор интерфейса предназначен для вывода информации на экран видоискателя посредством органов управления, записи изображений на карту памяти и обеспечения взаимодействия с внешними устройствами (персональным компьютером, принтером) и т.п.

Digital, б – CompactFlash, в – Memory Stick, г –

SmartMedia.

а. б. в. г.

Носители информации в цифровой фотографии – карты флэш-памяти

подключения цифровой фотокамеры к персональному компьютеру (а) и принтеру (б).

А – USB кабель; В – адаптер переменного тока; С – контакт подключаемый к USB разъему цифровой фотокамеры.

а.

б.

сканер.

цифровых изображений в комплексе средств цифровой фотографии используется графическая станция.
Графическая

станция представляет собой персональный компьютер, обладающий достаточным объемом памяти и быстродействием для работы с графическими изображениями.
В качестве программного обеспечения для работы с изображениями используются: графический редактор, программы для просмотра изображений, программы для создания панорамных изображений и др.

– принтеры, позволяющие получить изображение объекта на бумаге.
Наиболее подходящими являются

струйные, лазерные и термосублимационные принтеры, так как позволяют воспроизводить на бумаге мелкие детали изображения и полутона.

в цифровых фотокамерах используются два типа фотоприемников:
1. приборы с зарядовой

связью (ПЗС),
2. светочувствительные комплементарные металл-оксид- полупроводники (КМОП-сенсоры).
Их принципиальное отличие состоит в том, что ПЗС является специализированным устройством, используемым для получения изображения, а КМОП-сенсор создан в соответствии с технологией, используемой не только для получения сенсоров, но и для изготовления процессоров, запоминающих устройств, систем фокусировки и многого другого.

устройство для получения электронного изображения представляет собой – микросхему размером

до 1 дюйма (25,4 мм), как правило, не более размера кадра малоформатной камеры.
Микросхема состоит из мельчайших фотоэлементов – пикселов (от английского выражения picture element – элемент изображения).

б - ПЗС-линейки
ПЗС-матрица представляет собой «неподвижный» светоприемник.
Он предназначен для

оперативной съемки.
ПЗС-линейка – «подвижный» светоприемник, который сканирует изображение поэтапно, по строкам и по всему кадру. Камеры с такими устройствами могут работать только совместно с компьютером, используя для записи изображения жесткий диск.

а. б.

примере ПЗС-матрицы.

световоспринимающих устройств разного типа
ПЗС-матрицы.
КМОП-сенсора.

информации с ячеек происходит последовательно, что занимает довольно много времени.
В

матрицах типа КМОП информация считывается индивидуально с каждой ячейки, что позволяет обеспечить цифровой фотокамере скорость съемки до 50 кадров в секунду. Каждый пиксел обозначен координатами, что позволяет использовать матрицу еще и в качестве измерителя экспозиции, а также автоматической фокусировки.

а – покрытых цветными фильтрами, б – многослойных матриц.
а.
б.

отдельные точки.

яркости изображения.
Величина напряжения, измеренная светочувствительным датчиком, не прямо пропорциональна яркости

элемента изображения.
Для обеспечения требуемой пропорциональности в устройствах ввода производится автоматическая коррекция.

на выходе ПЗС, в кодовые импульсы, которые после дальнейшей обработки

приобретают цифровую форму и записываются на носителе информации.
Операция «оцифровки» выполняется аналого-цифровым преобразователем, представляющим собой отдельный модуль – интегральную микросхему, располагающуюся на плате видеоввода изображений.

из 640х480=307200 точек.
Информация о яркости точек изображения располагается в памяти

компьютера последовательно в виде таблицы (матрицы) чисел, где каждой точке изображения соответствует определенное значение яркости.
При этом значение яркости элемента, расположенного в левом верхнем углу экрана, соответствует началу отсчета. Затем следует 639 элементов первой строки, за ними – 640 элементов второй строки и т.д.

тем или иным образом отдельных точек на бумагу. Выводные устройства

(принтеры) формируют изображение из дискретных монотонно окрашенных точек.
Имитация полутонов осуществляется за счет разного размера печатной точки.

Рис. 17. Растровая решетка, расположенная под углом 45о

1987. 2. Тамицкий Э. Д., Горбатов В. А. Учебная книга по

фотографии. – М., 1977. 3. Ищенко Е.П., Ищенко П.П., Зотчев В.А. Криминалистическая фотография и видеозапись. – М., 1999. 4. Булгаков В.Г., Колотушкин С.М. Компьютерные технологии в криминалистической фотографии: Учебное пособие. – Волгоград.: ВЮИ МВД России, 2000. 5. Душеин С.В., Егоров А.Г., Зайцев В.В. и др. Криминалистическая фотография: Учебник. – Саратов: СЮИ МВД России, 2003. 6. Надеждин Н.Я. Цифровая фотография. Практическое руководство. – СПб.: БХВ-Петербург, 2003. 7. Зотчев В.А., Булгаков В.Г., Сафонов А.А. Криминалистическая фотография. Часть 1. Курс лекций. – Волгоград: ВА МВД России, 2004. 8. Зотчев В.А., Булгаков В.Г., Курин А.А. Судебная фотография и видеозапись: Учебник. – Волгоград: ВА МВД России, 2005. 9. Татарников О. Матрицы для цифровых фотоаппаратов // Компьютер-Пресс, № 1. 2007. 10. http ://www.ZOOM Cnews.ru.htm.