fotografia powiększalnik
Transkrypt
fotografia powiększalnik
3. KOMPUTEROWE WSPOMAGANIE PROCESU OBSERWACJI I POMIARU 3.1. Proces obserwacji Najprostszym przyk³adem mo¿liwego sensownego wykorzystania komputera w ekspertyzie pismoznawczej jest wspomaganie procesu obserwacji - poprzez zastosowanie sprzê¿onego z komputerem kamwidu [czyli najprostszej kamery wideo, przekazuj¹cej obraz bezporednio na ekran komputera, bez uprzedniego rejestrowania na tamie]. Takie po³¹czenie stanowi ca³kiem now¹ jakoæ w porównaniu z najlepsz¹ lup¹ i dowolnym powiêkszalnikiem telewizyjnym. Urz¹dzenia omawianego typu s¹ dostêpne na rynku krajowym ju¿ od kilku lat. Lepsze z nich charakteryzuj¹ siê nastêpuj¹cymi parametrami: · skala powiêkszeñ do 60x; · ekran p³aski, niemigoc¹cy [z przeplotem i czêstotliwoci¹ odwie¿ania rzêdu 60-100 Hz], o du¿ej rozdzielczoci obrazu [a¿ do 1600x1200 punktów; dominuje jednak standard 800x600 punktów, który odpowiada standardom rozdzielczoci obrazów w telewizji programowej]; · kontrast wietlny oraz kontrast barwny regulowane w szerokim przedziale; · mo¿liwoæ zwiêkszenia kontrastu fizjologicznego poprzez wprowadzenie barw umownych. Ta ostatnia funkcja jest szczególnie cenna przy badaniach ma³o kontrastowych dokumentów o³ówkowych i kopii przebitkowych. Opracowane w po³owie lat 60-ych techniki fotografii w barwach umownych nie znalaz³y szerszego zastosowania w badaniach dokumentów [poza badaniem w podczerwieni], a to ze wzglêdu na wysokie koszty jednostkowe oraz k³opotliw¹ obróbkê fotochemiczn¹ 1. Ka¿dy z wymienionych parametrów dzia³ania omawianego typu powiêkszalnika wp³ywa w sposób istotny na komfort pracy wymagany przy d³ugim czasie jej trwania, a tym samym zwiêksza wydajnoæ pracy u¿ytkownika. Z kolei wszystkie nazwane parametry nadaj¹ powiêkszalnikom omawianego typu ca³kiem now¹ jakoæ. Nie jest to ju¿ bowiem tylko dobre powiêkszanie, lecz tak¿e ergonomiczne dopasowanie obrazu do w³aciwoci zmys³u wzroku u¿ytkownika 2. GIF 19 na nast. stronie GIF 19 Wiedza o szkodliwoci d³ugotrwa³ej pracy przed ekranem monitora komputerowego jest jeszcze zbyt ma³o rozpowszechniona, dlatego trzeba przy okazji równie¿ i na tê kwestiê zwróciæ wyranie uwagê. Wprowadzanie bowiem do sta³ego u¿ytkowania urz¹dzeñ podobnych do opisanego lecz niskiej jakoci - tzw. powiêkszalników telewizyjnych [nie sprzê¿onych z komputerem ani nie posiadaj¹cych w³asnego procesora obrazu, daj¹cych migoc¹cy obraz o niskiej rozdzielczoci na ekranie zniekszta³caj¹cym geometriê obrazu a nadto emituj¹cym promieniowanie elektromagnetyczne i korpuskularne o du¿ym natê¿eniu] przemieni³oby pismoznawców-ekspertów w pismoznawców-inwalidów. Szczególnym rodzajem wysoko wyspecjalizowanego urz¹dzenia wspomagaj¹cego obserwacjê dokumentu jest tzw. wideospektrokomparator. Pozwala on m. in. prowadziæ obserwacjê w wybranych przedzia³ach widma [ewtl. z wykorzystaniem efektu fluorescencji] zapisów zniszczonych [np. wymytych dzia³aniem rozpuszczalnika, wywabionych chemicznie, spalonych]. Dziêki temu dostrzec mo¿na struktury pisma niewidoczne lub s³abo widoczne go³ym okiem w wietle bia³ym. Kamera opisywanego urz¹dzenia charakteryzuje siê szerokim zakresem czu³oci spektralnej [400-1100 nm] i jest zaopatrzona w bogaty zestaw filtrów analizuj¹cych [g³ównie w bliskiej podczerwieni]. Stosownie do wybranego pasma obserwacji, dobierane s¹ filtry na owietlaczu. Wyspecjalizowany komputer wewnêtrzny steruje wstêpn¹ analiz¹ sygna³ów dochodz¹cych z kamery i daje podgl¹d na w³asnym, ma³ym monitorze komparatora. Istotn¹ funkcj¹ owego komputera wewnêtrznego jest sumowanie czasowe sygna³ów podawanych z kamery w d³u¿szym okresie. Umo¿liwia to obserwacjê obiektów nieznacznie ró¿ni¹cych siê od t³a a zarazem daj¹cych wiat³o o ma³ej intensywnoci. Omawiane urz¹dzenie mo¿e byæ dodatkowo po³¹czone z komputerem zewnêtrznym, którego programy umo¿liwiaj¹ dalsze operacje 3. 3.2. Proces pomiaru Pomiar wykonuje siê z regu³y na obrazach stosownie powiêkszonych wzglêdem orygina³u [korzystne jest przyjêcie sta³ych standardów powiêkszeñ]. Najprostszym przyk³adem wykorzystania wspomagania komputerowego mo¿e byæ pomiar obrazu aktualnie przekazywanego z kamery [tryb on line; system skanowania elektronooptycznego]. Dostêpne s¹ programy pozwalaj¹ce na dokonywanie pomiaru takiego ¿ywego obrazu [ewtl. po jego chwilowym zamro¿eniu]. Niestety, przewidziano je dla innych zastosowañ [krystalografia, mikrobiologia, hematologia 4] i nie daj¹ siê w prosty sposób wykorzystaæ do pomiarów pisma 5. Regu³¹ jest dokonywanie pomiarów off line, tzn. na obrazach trwale zapisanych w postaci odpowiednich plików graficznych. Pliki takie uzyskuje siê drog¹ rejestracji obrazów wczytanych punkt po punkcie skanerem mechanooptycznym. Inn¹ drog¹ utrwalenia obrazu dokumentu jest pos³u¿enie siê technik¹ screen capture, polegaj¹c¹ na zapisaniu zawartoci ekranu monitora w postaci pliku graficznego [w takim przypadku obraz na ekran podawany jest wstêpnie, do momentu pochwycenia, przez kamerê wideo]. W obu przypadkach plik graficzny ma postaæ mapy bitowej; tzn. ka¿dy punkt obrazu ma swój indywidualny adres i odrêbn¹, niezale¿n¹ od innych punktów, charakterystykê tonu barwy [hue], jasnoci [brightness] i nasycenia [saturation]. Liczne programy CAD [computer-aided design projektowanie wspomagane komputerowo] i CADD [computer-aided design and drafting projektowanie i krelenie wspomagane komputerowo] renomowanych firm softwareowych, pozwalaj¹ce na dokonywanie pomiaru obrazu w szerokim tego s³owa znaczeniu, w wiêkszoci nie pozwalaj¹ siê wykorzystaæ do pomiarów pisma [czy ogólniej mówi¹c: do pomiaru obiektów przedstawionych w postaci bitmapy]. Jest tak dlatego, ¿e przeznaczono je dla potrzeb projektantów konstrukcji in¿ynierskich [architektura, budownictwo l¹dowe, budowa maszyn], którzy maj¹ do czynienia z tworami kreowanymi na desce krelarskiej, geometrycznie opisywalnymi, ³atwymi do przedstawienia w uk³adzie wspó³rzêdnych biegunowych [tzw. grafika wektorowa]. Uogólniaj¹c: programy o rozbudowanych funkcjach geometrycznych przeznaczone s¹ z regu³y do pomiaru obiektów przedstawionych w postaci grafiki wektorowej. Uzyskanie za wektorowego zapisu obrazu pisma rêcznego [odwzorowanego z dokumentu] jest bardzo trudne a nadto ma³o efektywne 6. Niewiele mniej liczne od programów CAD-owskich s¹ specjalistyczne programy przeznaczone do obróbki grafiki bitmapowej. Programy te pomylane zosta³y do operowania obrazem na poziomie pojedynczego elementu [punktu, piksela]. Wspieraj¹ siê one na idei przetwarzania obrazu stosowanej w obróbce fotochemicznej, w której obiektami poddawanymi przekszta³ceniom s¹ ziarna srebra lub cz¹steczki barwnika. Szczegó³owe ich omówienie bêdzie przedstawione w rozdziale 5., powiêconym przetwarzaniu obrazu. Tak¿e te programy nie nadaj¹ siê do bezporedniego a zarazem efektywnego wykorzystania w badaniach pomiarowych pisma, choæ nowsze wersje pomiar d³ugoci jako taki [w sensie: co do swej istoty] w zasadzie umo¿liwiaj¹. Programy malarskie [podgrupa grafiki rastrowej] 7 równie¿ pozwalaj¹ na dokonanie prostych pomiarów, jednak¿e trudno je poleciæ jako narzêdzie powa¿nej pracy 8. Jak z powy¿szego przedstawienia widaæ, jedynym skutecznym rozwi¹zaniem potrzeb pomiarów pisma by³oby sui generis skrzy¿owanie programu operuj¹cego obrazami rastrowymi z programem typu CAD-owskiego. Ostatecznie program taki znaleziono, a okaza³ siê nim program MegaCAD firmy MegaTech [RFN] 9. Istot¹ rozwi¹zania przyjêtego w programie MegaCAD jest wczytywanie obrazów rastrowych bez przeprowadzania konwersji na postaæ wektorow¹, za to do osobnej warstwy, stanowi¹cej jakby podk³ad krelarski. Obrazy w³aciwych linii pomiarowych, niezbêdnych linii pomocniczych, strza³ek etc., oraz opisy alfanumeryczne [dotycz¹ce wartoci wielkoci mierzonych b¹d innych danych] rejestrowane s¹ metod¹ zapisu wektorowego na warstwach przezroczystych, nak³adanych w niezbêdnej liczbie na ów podk³ad rastrowy. W taki oto sposób ka¿da z dwu postaci zapisu informacji zostaje u¿ytkownikowi przedstawiona w formie najw³aciwszej i bez zbêdnych transformacji 10. Ca³ociowy zapis obrazu rastrowego z naniesionymi nañ liniami pomiarowymi zawarty jest w dwu plikach. Jednym z nich jest ów podk³adowy plik rastrowy, przedstawiaj¹cy np. badany dokument [wymagany format pliku: *.tif, *.pcx, *.bmp]. Drugim plikiem jest plik wektorowy, zawieraj¹cy zapis wykrelonych linii oraz naniesionych tekstów [format przyjêty w programie MegaCAD: *.prt]. Ponadto omawiany plik *.prt zawiera adres [cie¿kê dostêpu] podk³adowego pliku rastrowego oraz sposób powi¹zania z nim [link]. Informacja sumaryczna, pochodz¹ca z obu tych plików ³¹cznie, wykorzystywana jest jedynie przy wydruku oraz przy wywietlaniu na ekranie [w obu przypadkach bez konwersji, w oddzielnych warstwach]. Poza tym informacja zapisana w konwencji rastrowej [obraz dokumentu] jest przechowywana w oddzieleniu od informacji zapisanej w konwencji wektorowej. Uboczn¹ korzyci¹ przedstawionego rozwi¹zania jest mo¿liwoæ operowania tym samym, nie naruszonym plikiem podk³adowym przy ró¿nych czynnociach pomiarowych. Czêsto bowiem na tym samym obiekcie [np. podpisie] wykonaæ trzeba wiele pomiarów, z których ka¿dy wymaga odrêbnego przedstawienia. Ilustruj¹ to za³¹czone ryciny. GIF 24 a, b, c, d, e, f, g na nast. stronach M. Owoc, Kryminalistyczne znaczenie fotografii barwnej w ujêciu teorii informacji, Poznañ 1973, s. 128-130; Fotografia barwna w praktyce kryminalistycznej, Poznañ 1975, s. 1833, 40-42; T. Kozie³, Metody fotograficzne w badaniach dokumentów, MATERIA£Y I WROC£AWSKIEGO SYMPOZJUM BADAÑ PISMA RÊCZNEGO /21-23 IX 1983/, Wroc³aw 1986, s. 153-158; T. Kozie³, Urz¹dzenie do przetwarzania obrazu achromatycznego w barwny w badaniach identyfikacyjnych pisma rêcznego, MATERIA£Y II WROC£AWSKIEGO SYMPOZJUMBADAÑ PISMA RÊCZNEGO /19-21 IX 1985/, Wroc³aw 1987, s. 231-233. 1 Przyk³adem urz¹dzenia omawianego typu jest Videomatic Ec-MPR II produkcji Reinecker Reha-Technik [RFN]. Wymieniona firma specjalizuje siê w produkcji sprzêtu wspomagaj¹cego naukê oraz pracê osobom s³abo widz¹cym [Rehabilitationstechnik], dlatego sprzêt ten jest dobrze dopasowany do w³aciwoci oka ludzkiego i odpowiada najwy¿szym wymaganiom higieny i bezpieczeñstwa pracy. 2 Przyk³adem komparatora przedstawionego typu jest video spectral comparator VSC-4 produkcji Foster & Freeman Ltd. [UK]. Firma ta jest znana jako wiatowy dostawca opisanego sprzêtu, przeznaczonego w za³o¿eniu do technicznych badañ dokumentów sfa³szowanych lub zniszczonych. 3 4 Wymieniæ tu mo¿na nastêpuj¹ce programy dostêpne na rynku polskim: SVISMET/VISMET - oferowany przez firmê Wikom [Warszawa] od 1992 r.; MultiScan - oferowany przez firmê Computer Scanning Systems [Warszawa] od 1994 r.; Microscan - oferowany przez firmê Precoptic [Warszawa] od 1996 r. 5 Pomiary d³ugoci s¹ piêt¹ achillesow¹ komputerowej analizy obrazu, natomiast pomiar pola powierzchni ... jest wyj¹tkowo prosty i cechuje go du¿a dok³adnoæ - cytat z: L. Wojnar, M. Majorek, Komputerowa analiza obrazu, Kraków 1994, str. 125-126. Tak siê wszak¿e przykro sk³ada, ¿e w³anie pomiary d³ugoci s¹ istotne dla badañ pismoznawczych, natomiast pomiarów pola powierzchni dokonuje siê zupe³nie wyj¹tkowo i niekoniecznie z bardzo du¿¹ dok³adnoci¹. 6 W ramach referowanych badañ przetestowano najdoskonalszy w swoim czasie [tzn. w roku 1995] program AutoCad R13 firmy Autodesk, oferuj¹cy konwersjê plików rastrowych na pliki wektorowe. Konwersja mia³a umo¿liwiæ zastosowanie do tak przetworzonych obrazów [obiektów] rutynowych narzêdzi pomiarowych. Twórcy tego programu nie byli jednak¿e uprzejmi zaznaczyæ, i¿ sensowne konwersje s¹ mo¿liwe jedynie dla plików o bardzo ma³ych rozmiarach [rzêdu kilku KB], a uzyskany obraz wynikowy jest ma³o czytelny. Koniecznie trzeba dodaæ, i¿ w dokumentacji programu licz¹cej kilka tysiêcy stron formatu A4, sprawie konwersji plików rastrowych [bitmapowych] do postaci wektorowej powiêcono zaledwie kilka akapitów. 7 Programy [czy raczej programiki] malarskie wchodz¹ w sk³ad akcesoriów popularnych systemów operacyjnych [np. Paintbrush w Windows 3.1x oraz Paint w Windows 95 i Windows NT] albo s¹ podprogramami wiêkszych programów przetwarzania obrazów, takich jak Adobe PhotoShop i CorelDraw. 8 Ekran Paint w Windows 95 i Windows NT 4.0 mo¿e mieæ rozmiary 1600x1200 pikseli a nawet wiêksze [zale¿nie od dostêpnego obszaru pamiêci]. Po³o¿enie elementów wczytanego pliku podk³adowego mo¿e byæ okrelone na ekranie z dok³adnoci¹ do 1 piksela, jednak¿e zapisu mierzonych wielkoci trzeba dokonaæ rêcznie. Tak utrwalone wspó³rzêdne kartezjañskie trzeba póniej przeliczaæ na odleg³oci pomiêdzy poszczególnymi punktami wg wzoru: d = [(x - x )2 + (y - y )] 1/2 . 2 1 2 1 Otrzymany wynik jest wyra¿ony w pikselach, zatem trzeba go zwykle przeliczyæ na wartoci metryczne. 9 Wersjê 4.2 [1995 r.] rozprowadza³a firma CAD PO POLSKU [Warszawa] ; wersjê 4.5 i 13.5 [1996 r.] rozprowadza firma CAD-Projekt [Warszawa]. Wszystkie wymienione wersje spe³niaj¹ stawiane im wymagania, jednak¿e wersje nowsze s¹ zdecydowanie szybsze w dzia³aniu i ³atwiejsze w obs³udze. 10 Z ka¿d¹ transformacj¹ [wy³¹czaj¹c kopiowanie równociowe, opisane w rozdz. 5.] zwi¹zane jest niebezpieczeñstwo utraty [zniekszta³cenia] informacji. GIF 24 a GIF 24 b GIF 24 c GIF 24 d GIF 24 e GIF 24 f GIF 24 g Podzia³ na tercje, wykorzystany przy budowie szczegó³owego katalogu cech majusku³y B, opisanego w rozdziale 6.1. Przyk³ad innej konstrukcji siatki pomiarowej POWRÓT DO SPISU TRECI