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电子工程代写|计算机视觉代写Computer Vision代考|Bulk-related properties of objects

This section deals with the various processes influencing the propagation of radiation within optical materials. The basic processes are attenuation by absorption or scattering, changes in polarization, and frequency shifts. For active emitters, radiation emitted from partially transparent sources can originate from subsurface volumes, which changès the radiance comparéd to plain surface emission. Thè most important processes for practical applications are attenuation of radiation hy absorption or scattering and luminescence. A more detailed treatment of bulk-related properties can be found in CVA1 [Chapter 3].
Attenuation of radiation. Only a few optical materials have a transmissivity of unity, which allows radiation to penetrate without attenuation. The best example is ideal crystals with homogeneous regular grid structure. Most materials are either opaque or attenuate transmitted radiation to a certain degree. Let $z$ be the direction of propagation along the optical path. Consider the medium being made up from a number of infinitesimal layers of thickness $\mathrm{d} z$ (Fig. 2.17). The fraction of radiance $\mathrm{d} L_{\lambda}=L_{\lambda}(z)-L_{\lambda}(z+\mathrm{d} z)$ removed within the layer will be proportional to both the thickness $\mathrm{d} z$ and the radiance $L_{\lambda}(z)$ incident on the layer at $z$ :
$$
\mathrm{d} L_{\lambda}(z)=-\kappa(\lambda, z) L_{\lambda}(z) \mathrm{d} z
$$
with the extinction coefficient or attenuation coefficient $\kappa$ of the material (in environmental sciences, $\kappa$ is sometimes referred to as turbidity). The unit of $\kappa$ is a reciprocal length, such as $\mathrm{m}^{-1}$. Solving Eq. (2.49) for $L$ and integrating over $z$ yields:
$$
L_{\lambda}(z)=L_{\lambda}(0) \exp \left(-\int_{0}^{z} \kappa\left(\lambda, z^{\prime}\right) \mathrm{d} z^{\prime}\right)
$$
If the medium shows homogeneous attenuation, that is, $\kappa(\lambda, z)=\kappa(\lambda)$, Eq. (2.50) reduces to
$$
L_{\lambda}(z)=L_{\lambda}(0) \exp (-\kappa(\lambda) z)
$$

电子工程代写|计算机视觉代写Computer Vision代考|Illumination techniques

In this chapter we turn to the question: How can radiation sources be used to visualize physical properties of objects? In order to set up an appropriate illumination system we have to consider the radiometric properties of the illumination sources, such as spectral characteristics, intensity distribution, radiant efficiency (Section 2.4.3), and luminous efficacy (Section 2.4.3). For practical applications we also have to carefully choose electrical properties, temporal characteristics, and package dimensions of the sources. A detailed overview of illumination sources including the relevant properties can be found in CVA1 [Chapter 6$]$

Single illumination sources alone are not the only way to illuminate a scene. There is a wealth of possibilities to arrange various sources geometrically, and eventually combine them with optical components to form an illumination setup that is suitable for different computer vision applications. In the following section we will show how this can be accomplished for some sample setups (Fig. 2.20). They are, however, only a small fraction of the almost unlimited possibilities to create problem-specific illumination setups. The importance of appropriate illumination setups cannot be overemphasized. In many cases, features of interest can be made visible by a certain geometrical arrangement or spectral characteristics of the illumination, rather than by trying to use expensive computer vision algorithms to solve the same task, sometimes in vain. Good image quality increases the performance and reliability of any computer vision algorithm.

电子工程代写|计算机视觉代写Computer Vision代考|CS763

电子工程代写|计算机视觉代写Computer Vision代考|Bulk-related properties of objects

本节讨论影响光学材料内辐射传播的各种过程。基本过程是吸收或散射引起的亳减、极化变化和频移。对 于有源发射器,从部分透明源发射的辐射可以源自地下体积,与平面发射相比,它改变了辐射度。实际应 用中最重要的过程是辐射吸收或散射和发光的言减。在 CVA1 [第 3 章] 中可以找到对体积相关属性的更详 细处理。 网格结构的理想晶体。大多数材料要么不透明,要么在一定程度上衰减透射辐射。让 $z$ 是沿光路的传播方 向。考虑由许多极小的厚度层组成的介质 $\mathrm{d} z$ (图 2.17) 。辐射分数 $\mathrm{d} L_{\lambda}=L_{\lambda}(z)-L_{\lambda}(z+\mathrm{d} z)$ 层内去 除将与厚度成正比 $\mathrm{d} z$ 和光芒 $L_{\lambda}(z)$ 事件在层上 $z$ :
$$
\mathrm{d} L_{\lambda}(z)=-\kappa(\lambda, z) L_{\lambda}(z) \mathrm{d} z
$$
与消光系数或稁减系数 $\kappa$ 材料 (在环境科学中, $\kappa$ 有时称为浊度) 。单位 $\kappa$ 是长度的倒数,例如 $\mathrm{m}^{-1}$. 求解 方程。(2.49) 对于 $L$ 并整合过来 $z$ 产量:
$$
L_{\lambda}(z)=L_{\lambda}(0) \exp \left(-\int_{0}^{z} \kappa\left(\lambda, z^{\prime}\right) \mathrm{d} z^{\prime}\right)
$$
如果介质呈现均匀言减,即 $\kappa(\lambda, z)=\kappa(\lambda)$, 方程。(2.50) 减少到
$$
L_{\lambda}(z)=L_{\lambda}(0) \exp (-\kappa(\lambda) z)
$$

电子工程代写|计算机视觉代写Computer Vision代考|Illumination techniques

在本章中,我们转向一个问题:如何使用辐射源来可视化物体的物理特性?为了建立一个合适的照明系统,我们必须考虑照明源的辐射特性,例如光谱特性、强度分布、辐射效率(第 2.4.3 节)和发光效率(第 2.4.3 节)。对于实际应用,我们还必须仔细选择源的电气特性、时间特性和封装尺寸。CVA1 [第 6 章] 中包含照明源的详细概述,包括相关属性]

单独的单一照明源并不是照亮场景的唯一方式。以几何方式排列各种光源,并最终将它们与光学元件结合以形成适用于不同计算机视觉应用的照明设置,有很多可能性。在下一节中,我们将展示如何通过一些示例设置来实现这一点(图 2.20)。然而,它们只是创建特定问题照明设置的几乎无限可能性的一小部分。适当的照明设置的重要性怎么强调都不为过。在许多情况下,感兴趣的特征可以通过照明的某种几何排列或光谱特性变得可见,而不是通过尝试使用昂贵的计算机视觉算法来解决相同的任务,有时是徒劳的。

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