Lehrveranstaltungshandbuch Bildsensortechnik

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Verantwortlich: Prof. Dr. Dirk Poggemann

Lehrveranstaltung

Befriedigt Modul (MID)

• aktuelle
  • Ba MT2012 KAT1

Organisation

Version erstellt 2011-12-09 VID 1 gültig ab WS 2012/13 gültig bis

Bezeichnung Lang Bildsensortechnik LVID F07_KAT1 LVPID (Prüfungsnummer)

Semesterplan (SWS) Vorlesung 3 Übung (ganzer Kurs) Übung (geteilter Kurs) Praktikum 2 Projekt Seminar Tutorium (freiwillig)

Präsenzzeiten Vorlesung 45 Übung (ganzer Kurs) Übung (geteilter Kurs) Praktikum 30 Projekt Seminar Tutorium (freiwillig)

max. Teilnehmerzahl Übung (ganzer Kurs) Übung (geteilter Kurs) Praktikum 18 Projekt Seminar

Gesamtaufwand: 180

Unterrichtssprache

Niveau

• Bachelor

Notwendige Voraussetzungen

• keine

Literatur

• E.A. Weber, Foto Praktikum, Birkhäuser
• A. J. Theuwissen, Solid-State Imaging with Charge-Coupled Devices, Kluwer 1995
• G. R. Hopkinson, T. M. Goodman, S. R. Prince, A Guide to the Use and Calibration of Detector Array Equipment, SPIE 2004
• G. C. Holst, T. S. Lomheim, CMOS/CCD Sensors and Camera Systems, SPIE
• J. Nakamura, Image Sensors and Signal Processing for Digital Still Cameras, Taylor & Francis
• Reinhard/Ward/Pattanaik/Debevec, High Dynamic Range Imaging, Elsevier 2010

Dozenten

• Prof. Dr. Dirk Poggemann

Wissenschaftliche Mitarbeiter

• tba

Zeugnistext

Bildsensortechnik

Kompetenznachweis

Form
sK	Regelfall (bei geringer Prüfungsanzahl: sMP)

Aufwand [h]
sK	10

Intervall: 1/Jahr

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Lehrveranstaltungselemente

Vorlesung / Übung

Lernziele

Lerninhalte (Kenntnisse)

• Elektrische Eigenschaften der Sensorik
  • Pixelfunktionen (Halbleiter / innerer Photoeffekt, Photo-/Dunkelstrom, Elektronen-transport und Ladung-/Spannung-Wandlung)
  • CCD-Funktionen (Ladungstransport, Binning, Multiple Output, Belichtungssteuerung, ILT-CCD / FT-CCD / FF-CCD)
  • CMOS-Funktionen (Auslesevorgang, Belichtungssteuerung / Rolling Shutter, HDR-Sensoren, Live-View)
  • Systemvergleich CCD-CMOS
  • Modellierung und Vermessung der elektrischen Sensoreigenschaften ( Linearisierung, Offset und Gain, Defektpixel, determinierte Signalanteile (FPN, DSNU, PRNU), zufällige Signalanteile (echtes Rauschen), Einfluss der Temperatur)
• Optische Eigenschaften der Sensorik
  • Optischer Aufbau (Antialiasing-Filter, Mikrolinsen, IR-Sperrfilter, Farbfilter, Halbleiter-Topographie)
  • Modellierung und Vermessung der optischen Sensoreigenschaften (Pixel-MTF, Vignettierung, spektrale Empfindlichkeit)
• Sensorkorrekturverfahren
  • Linearisierung/Gain- und Offsetkorrektur, Dunkelbildabzug (DSNU), Flatfieldkorrektur (PRNU, Vignettierung)
  • Multiple-Output-Korrektur
  • Defektpixel- und Defektclusterkorrektur
  • Aperturkorrektur (Verschärfung)

Fertigkeiten

• Die elektrischen und optischen Funktionsweisen und Kenngrößen verschiedener Bildsensortechnologien verstehen und erläutern
• Korrekturmodelle für die Sensorik aus den Sensoreigenschaften ableiten und erklären

Begleitmaterial

• elektronische Vortragsfolien zur Vorlesung
• elektronische Übungsaufgabensammlung

Besondere Voraussetzungen

• keine

Besondere Literatur

• keine

Besonderer Kompetenznachweis

• kein
• Intervall
  • 1/Jahr

Praktikum

Lernziele

Fertigkeiten

• Artefakte der Sensorik (Moire, Multiple Output, Hot Pixel, Defekt Pixel, ...) erkennen und beurteilen
• Zufällige und determinierte Bildrauschanteile analysieren und bewerten
• Abhängigkeiten der verschiedenen Signal- und Rauschanteile von Belichtung, Belichtungszeit und Temperatur benennen und bzgl. ihrer praktischen Relevanz einordnen

Handlungskompetenz demonstrieren

• Elektronische Sensoreigenschaften (Dunkelstrom, Rauschanteile, defekte Pixel) vermessen
• Optische Sensoreigenschaften vermessen
• Qualitätsvergleich verschiedener Sensoren durchführen
• Ergebnisse darstellen und dokumentieren

Begleitmaterial

• elektronische Versuchsbeschreibungen
• elektronische Entwicklungswerkzeuge für …
  • Zugriff auf Rohdaten (Matlab)
  • Bildverarbeitung (Matlab)
  • Simulation digitale Kamera (Stanford's Imageval in Matlab)

Besondere Voraussetzungen

• keine

Besondere Literatur

• keine

Besonderer Kompetenznachweis

Form
bSZ	praxisnahes Szenario bearbeiten
bFG	Fachgespräch zu SZ

Beitrag zum LV-Ergebnis
bSZ	Testat oder benotet
sFG	Fachgespräch zu SZ

Intervall: 1/Jahr