SOPORTE FOTOGRAFICO PARA IMAGENES DIGITALES CALIBRADAS DE DISCOS DE MADERA.

Soporte fotográfico para imágenes digitales calibradas de discos de madera.

Constituido por una estructura metálica autoiluminada, destinado a ser usado en trabajos de dendrocronología, permitiendo obtener imágenes de gran definición y con niveles de detalle variable. Este soporte está constituido por una base cuadrangular metálica reglada y cuatro varillas verticales de altitud variable. La base tiene delimitada de una región central donde la rodaja de madera debe ser depositada y, alrededor de esta región, se sitúa una escala milimétrica que permite el correcto dimensionado de la muestra. La parte superior se une a las varillas verticales y sostiene una estructura en forma de cruz que alberga el soporte para la cámara fotográfica exactamente en el centro, así como la iluminación suplementaria mediante focos halógenos y el puerto USB que permite la extracción de las imágenes de la cámara fotográfica.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200902243.

Solicitante: UNIVERSIDADE DE SANTIAGO DE COMPOSTELA.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: DIAZ-MAROTO HIDALGO,IGNACIO JAVIER, VILA LAMEIRO,PABLO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F16M11/00 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16M BASTIDORES, CARCASAS O BANCADAS PARA MOTORES U OTRAS MAQUINAS O APARATOS, NO ESPECIFICOS PARA UN TIPO PARTICULAR DE MOTOR, MAQUINA O APARATO PREVISTO EN ALGUN LUGAR; APOYOS O SOPORTES.Stands o caballetes utilizados como soporte para aparatos u objetos (sin cabezas F16M 13/00; caballetes para encerados A47B 97/04; stands de exposición A47F 7/00; para trabajadores E04G 1/32; sostén, suspensión o fijación de los dispositivos de iluminación F21V 21/00; modificaciones particulares para aparatos o artículos particulares, véanse las subclases apropiadas).
  • F16M11/32 F16M […] › F16M 11/00 Stands o caballetes utilizados como soporte para aparatos u objetos (sin cabezas F16M 13/00; caballetes para encerados A47B 97/04; stands de exposición A47F 7/00; para trabajadores E04G 1/32; sostén, suspensión o fijación de los dispositivos de iluminación F21V 21/00; modificaciones particulares para aparatos o artículos particulares, véanse las subclases apropiadas). › Subestructura para soportes con tres o más patas telescópicas.
  • F16M13/00 F16M […] › Otros soportes para posicionar aparatos u objetos (cabezas de estos soportes F16M 11/02; proyectados para ser fijados en el suelo A45F 3/44 ); Medios para mantener en posición los aparatos u objetos manejables.
  • G03B15/00 SECCION G — FISICA.G03 FOTOGRAFIA; CINEMATOGRAFIA; TECNICAS ANALOGAS QUE UTILIZAN ONDAS DISTINTAS DE LAS ONDAS OPTICAS; ELECTROGRAFIA; HOLOGRAFIA.G03B APARATOS O DISPOSITIVOS PARA HACER FOTOGRAFIAS, PARA PROYECTARLAS O VERLAS; APARATOS O DISPOSITIVOS QUE UTILIZAN TECNICAS ANALOGAS UTILIZANDO ONDAS DIFERENTES DE LAS ONDAS OPTICAS; SUS ACCESORIOS (partes ópticas de estos aparatos G02B; materiales fotosensibles para la fotografía o procedimientos fotográficos G03C; aparellaje para el tratamiento de materiales fotosensibles después de la exposición G03D). › Procedimientos especiales para hacer fotografías; Aparatos para este efecto.
  • G03B15/05 G03B […] › G03B 15/00 Procedimientos especiales para hacer fotografías; Aparatos para este efecto. › Combinaciones de aparatos fotográficos con flash electrónico; Flash electrónico.
  • G03B17/56 G03B […] › G03B 17/00 Partes constitutivas de aparatos o cuerpos de aparatos; Sus accesorios (parasoles o capuchones G03B 11/04). › Accesorios (fundas y estuches A45C 11/38).
SOPORTE FOTOGRAFICO PARA IMAGENES DIGITALES CALIBRADAS DE DISCOS DE MADERA.

Fragmento de la descripción:

Soporte fotográfico para imágenes digitales calibradas de discos de madera.

Sector de la técnica

Soporte para el anclaje de cámaras fotográficas constituido por una placa metálica cuadrangular con una escala milimétrica con 4 ejes anclados en sus esquinas que soportan una estructura en cuyo centro se sitúa el soporte para la cámara, contando además con focos de iluminación y un puerto USB.

Estado de la técnica

Historia metodológica

Mediante el análisis de troncos es posible reconstruir la evolución y las condiciones de crecimiento de un árbol y, en consecuencia, de las condiciones de génesis de la madera a extraer de ese árbol.

Estos trabajos de análisis de troncos han constituido, y constituyen aún hoy en día, una preocupación constante en la investigación forestal, datando las primeras referencias de hace más de 200 años, en concreto en estudios llevados a cabo en Centroeuropa, tal y como confirman en sus trabajos -Amorini, E., Fabbio, G. (1988). II método auxometrico: applicazioni in selvicoltura. L'analisis auxometrica in selvicoltura: il método di analisi del fusto. Annali dell'Istituto Sperimentale per la Selvicoltura. XIX: 7-46. La técnica de análisis de troncos intenta reconstruir la evolución del árbol a lo largo de su vida, valorando esa evolución en función de su altura y su diámetro. Para ello se extraen muestras de madera a diferentes alturas del árbol, las cuales son analizadas en laboratorio, de manera que para cada una de esas alturas es posible la obtención de información sobre crecimientos anuales, edades y dimensiones según la altura de la muestra de madera en el fuste. Conocida la altura exacta del árbol entero y estructurando adecuadamente la información anterior, se define un duplo de datos fundamental para poder analizar su evolución en el tiempo, que se concreta en la información de la edad a la que el árbol alcanzó una determinada altura, o, lo que es lo mismo, la altura del árbol cuando tenía una cierta edad.

Para realizar el análisis de troncos es necesario obtener testigos o muestras de madera, las cuales, o bien, se obtienen en forma de bastores o cores, tal y como aplican en sus trabajos, Smelko, S., Scheer, L. (2000). Dendrochronological analysis of diameter growth and increment of pedunculate oak (Quercus robur L.) in Danube floodplain forests. Ekol. Bratislava 19 (2): 125-140, o se extraen en forma de rodajas de madera a diferentes alturas del árbol. Esta última es la opción más recomendable, como mantienen -Soille, P., Misson, L. (2001). Tree ring measurements using morphological image analysis. Can. J. For. Res. 31 (6): 1074-1083, y la que aporta una mejor información, ya que se dispone de toda la superficie de la rodaja para su interpretación en caso de dudas en el análisis.

En los comentados inicios de los estudios de análisis de rodajas estos se llevaron a cabo durante mucho tiempo de manera manual. Es decir, se elegía la dirección o direcciones que se consideraban más convenientes para el análisis y se procedía a su medición directa sobre la superficie de la rodaja mediante interpretación óptica directa.

La evolución de los procedimientos metodológicos de tratamiento de datos, así como la implementación informática que ha sufrido la investigación forestal en los últimos años, han aconsejado la actualización de esa metodología de medición manual de anillos por otra digital mediante imágenes digitales y aplicaciones informáticas que disminuyan la subjetividad a la hora de valorar edades y crecimientos radiales -Vila, P. (2003). Estudio epidométrico y xilológico de las masas de Quercus petraea (Mattuschka) Liebl. en el noroeste de la Península Ibérica. Doctoral Thesis. Cd-Rom. ISBN: 84-9750-304-X. Santiago de Compostela, Spain subjetividad que se minimiza con la calidad de la imagen alcanzada mediante el uso del soporte descrito.

Las imágenes digitalizadas para su posterior interpretación utilizando muestras de frondosas de crecimiento lento, género Quercus p. ej. (Q. robur, Q. petraea y Q. pyrenaica), presentan mayor dificultad a la hora de visualizar e identificar los anillos de crecimiento.

En primer lugar, la transición o cambio de color de la madera de primavera a la madera de verano es mucho menos marcada que en el caso de las coníferas. Esto hace que, tras la corta, y después de un breve período de secado, se uniformiza la superficie y se dificulta la distinción para el programa.

En segundo lugar, si además de frondosas se trata de especies de crecimiento lento, se agudiza la problemática de la superposición de anillos o anillos muy próximos, es decir, lo que se define como reducciones de crecimiento, que son tanto mayores cuanto más lento crece la especie.

Al digitalizar la imagen con un escáner, de forma general, se recomienda una resolución de 100 o 200 ppp cuando la distancia entre anillos es superior a 2 mm, mientras que si esta es inferior a 1 mm se requiere que la resolución supere los 400 ppp, apuntando que normalmente los dendrocronologistas usan imágenes con la mayor resolución posible. Sin embargo, eso conlleva el hecho de que los tamaños de archivo y los tiempos de análisis se cuatriplican al doblar la resolución de la imagen obtenida o al manejar una imagen de color en lugar de una imagen con escala de grises. La utilización del color no mejora la precisión del análisis, sin embargo, resulta más cómodo para el operador detectar variaciones cuando dispone de una imagen en color que cuando trabaja con escala de grises. Esto hace que se apunte la posibilidad de escanear sólo parte de la rodaja de madera, en lugar de escanearla entera, lo que, lógicamente, disminuye el tamaño del archivo final de forma considerable. Además, el escaneo directo de la rodaja exige resaltar mucho el contraste, dado que no resulta útil al detectar el programa poco contrasta de colores y no ser capaz de diferenciar claramente los anillos.

Todo eso supone que, con rodajas de tamaño medio-bajo, los tamaños de archivo son demasiado grandes. Por ejemplo, para rodajas menores de 10 cm se obtienen tamaños de archivo mínimos de 3 Mb llegando incluso a 40 Mb si la resolución se incrementa a los 2.400 ppp, lo cual no es recomendable y hace totalmente inviable usar este sistema.

Para la solución del problema del tamaño de archivo de imagen se plantea el uso de una cámara fotográfica digital asentada en el soporte diseñado y que aseguran la calidad necesaria. Sin embargo el empleo del soporte diseñado y una cámara digital plantea dos dudas.

La primera de las dudas se basa en saber si existen deformaciones en los extremos o en zonas no centrales de cada foto inducidos por la proyección cónica. Usando el gráfico que aparece en la Figura 1 con líneas separadas entre sí un milímetro y fotografiándolo situado bajo el soporte diseñado, se volcó el archivo al ordenador y se midió. En la práctica se hicieron mediciones en grupos de cuatro puntos seleccionados al azar en las áreas con cruces de líneas y distribuidas por todo el gráfico.

El resultado fue que la diferencia entre la mayor y la menor de las distancias anteriores no superó las dos décimas de milímetro, dimensión que se considera límite para la percepción visual humana. En consecuencia, el uso de una proyección cónica no influye en la variación de las dimensiones en los distintos puntos al obtener la imagen desde la parte alta del soporte diseñado.

La segunda duda consiste en cómo solucionar los problemas de escala debido al uso de diferentes escalas al tener que variar en el soporte la altura a la cual se obtiene la imagen, adaptándola a las necesidades de trabajo de la investigación. Para ello, se decidió calibrar la propia rodaja de madera mediante algún objeto de dimensiones conocidas. Dicho proceso de calibrado es necesario realizarlo tanto en horizontal como en vertical, con la recomendación de que la distancia de dimensiones conocidas que se usa como patrón se acerque a los límites de la rodaja a analizar, minimizando así el error. Para ello se ha dotado al soporte de una escala milimétrica bordeando la zona central destinada a la ubicación de la rodaja de madera y que permite calibrar fácilmente cualquier imagen tanto en el eje horizontal como en el vertical (ver Figura 2).

Metodología aplicada al presente diseño

Tal y como ya se ha comentado, el análisis de troncos supone el estudio de la evolución de un árbol o de una masa forestal entera, facilitando los trabajos de gestión forestal y que,...

 


Reivindicaciones:

1. Soporte de anclaje de cámaras fotográficas constituido por

- una placa metálica base cuadrangular negra sin brillo dotada de una escala milimétrica y en cuyas esquinas van anclados 4 ejes unidos por su parte superior por una estructura rectangular metálica;

- una estructura cuadrada metálica en cuyo centro se sitúa el soporte para la cámara fotográfica, en dos esquinas se sitúan los focos de iluminación y en un lateral un puerto USB para la extracción de las imágenes de la cámara.

2. Soporte de anclaje de cámaras fotográficas, según la reivindicación 1, caracterizado porque la placa metálica base cuadrangular negra mide 110 cm de lado, espesor de 3 mm, y tiene delimitado un cuadrado central de 60 cm de lado dentro del cual se ubicará la rodaja de madera a fotografiar.

3. Soporte de anclaje de cámaras fotográficas, según la reivindicación 2, caracterizado porque la escala milimétrica unida a la placa base cuadrangular está situada en disposición perimetral al cuadrado central e impresa en color oscuro sobre fondo claro para facilitar el escalado de la imagen y el dimensionado de la pieza.

4. Soporte de anclaje de cámaras fotográficas, según las reivindicaciones 1 y 2 caracterizado porque los 4 ejes anclados en las esquinas de la placa base cuadrangular son prismas de base cuadrada, lado de 2 cm y grosor de 1 mm que permiten ajustar la altura a la que se sitúa la cámara sobre la rodaja de madera pudiendo así adaptar la foto al tamaño de la muestra.

5. Soporte de anclaje de cámaras fotográficas, según las reivindicaciones 1 y 4, caracterizado porque los 4 ejes verticales son unidos por su parte superior por una estructura metálica cuadrada de 110 cm de lado formada por prismas de base cuadrada, lado de 2 cm y espesor de 1 mm en cuyo centro se sitúa el soporte para la cámara fotográfica.

6. Soporte de anclaje de cámaras fotográficas, según las reivindicaciones 1 y 5, caracterizado por estar dotado de un equipo de iluminación suplementaria mediante focos halógenos de 500 W en disposición opuesta para evitar imágenes oscurecidas o con demasiados brillos y colocados en dos esquinas de la estructura metálica cuadrada que une los 4 ejes verticales por su parte superior.

7. Soporte de anclaje de cámaras fotográficas, según las reivindicaciones 1 y 5, caracterizado por estar dotado, en un lateral de la estructura metálica cuadrada, de un puerto USB 2.0, para la extracción de las imágenes de la cámara en tiempo real a cualquier dispositivo visualizador, impresor o almacenador con conexión a red.

8. Soporte de anclaje de cámaras fotográficas, según las reivindicaciones 1 y 5, caracterizado por estar dotado, en un lateral de la estructura metálica cuadrada, de un puerto USB 2.0, que permite la conexión a un equipo informático que, mediante un programa de fotointerpretación dendrocronológica elabora y procesa información xilológica y dendrométrica de inmediato.

9. Uso del soporte de anclaje de cámaras fotográficas, según las reivindicaciones anteriores, para la obtención de imágenes digitales de discos completos o bastones de madera destinadas a la fotointerpretación en estudios epidométricos y dendrocronológicos.


 

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