Sensori di immagini e misure senza contatto (POK)

Offered by Politecnico di Milano,
Sensori di immagini e misure senza contatto (POK)

Il corso offre una panoramica dei principali concetti legati alla fotografia digitale, focalizzandosi sulle applicazioni in ambito astronomico per lo studio di oggetti celesti.

L’osservazione del cielo notturno ha da sempre affascinato l’essere umano, anche ai giorni nostri, la visione di un cielo stellato suscita in noi meraviglia. Oggi disponiamo di strumenti che ci permettono di andare oltre la mera osservazione a occhio nudo e scrutare così in profondità gli oggetti celesti: il telescopio e la fotocamera digitale. In questo corso ne analizzeremo il funzionamento: vedremo come, grazie al telescopio, siamo in grado di catturare la luce di oggetti celesti estremamente deboli e, tramite la fotocamera, possiamo imprimere questa luce nei pixel che compongono un’immagine digitale.

Ci accorgeremo che un’immagine così ottenuta necessita di una fase di post-elaborazione, al fine di risaltare al meglio i dettagli del soggetto ripreso: vedremo come ciò sia possibile tramite un processo che prende il nome di calibrazione dell’immagine.
Infine, scopriremo come questi scatti possano essere utilizzati nell’ambito scientifico delle misure, per studiare il moto degli oggetti celesti, la loro luminosità e il loro spettro elettromagnetico.
Il corso è strutturato in tre week, o settimane, che non corrispondono necessariamente a settimane di apprendimento, ma piuttosto a blocchi logici.
Week 1 – Introduzione
Week 2 – Acquisizione ed elaborazione d'immagini
Week 3 – Misure
La prima week, introduttiva, si compone di un’unica lezione, nella quale si discuterà della visione diurna e notturna. Analizzeremo da vicino la struttura dell’occhio umano con particolare attenzione alle cellule fotoricettrici: i coni e i bastoncelli.
La seconda week si compone di due moduli. Nel primo ci addentreremo all’interno di una moderna fotocamera digitale per capirne il funzionamento, iniziando dallo studio dell’effetto fotoelettrico, alla base del funzionamento del sensore. Scopriremo che vi sono due tipologie differenti di sensori: i CCD e i CMOS, che confronteremo per risaltarne vantaggi e svantaggi. Vedremo quindi in che modo la luce incidente viene trasformata in immagine digitale; parleremo di conversione analogico-digitale del segnale elettrico; scala di luminosità dei pixel e istogramma di esposizione dell’immagine. Scopriremo poi come sia possibile ottenere immagini a colori, grazie all’utilizzo di filtri e alle tecniche di tricromia.
Il secondo modulo è incentrato sulla fotografia astronomica: si discuterà del processo di calibrazione delle immagini per ottenere scatti di qualità di oggetti celesti. Verranno introdotti i dark e i bias frame, utilizzati per sottrarre alla nostra immagine grezza il segnale termico (dato dal riscaldamento del sensore) e il segnale di lettura (dato dalla componente elettronica), per poi passare al flat frame, utile per correggere il fixed pattern e ottenere così un campo uniformemente illuminato. Tratteremo quindi la media delle immagini al fine di attenuare il rumore casuale.
Nella terza week si parlerà di applicazioni delle immagini nell’ambito delle misure. Scopriremo come, grazie all’astrometria, possiamo studiare il moto dei corpi celesti; con la fotometria la loro intensità luminosa e, tramite la spettroscopia, analizzarne lo spettro elettromagnetico.

Go to Class
MOOC List is learner-supported. When you buy through links on our site, we may earn an affiliate commission.

Related Courses

Particle Physics: an Introduction (Coursera) Coursera
University of Geneva

Particle Physics: an Introduction (Coursera)

This course introduces you to subatomic physics, i.e. the physics of nuclei and particles. More specifically, the following questions are addressed: What are the concepts of particle physics and how are they implemented?; What are the properties of atomic nuclei and how can one use them?; How does one accelerate and detect particles and measure their properties?; What does one learn from particle reactions at high energies and particle decays?; How do electromagnetic interactions work and how can one use them?; How do strong interactions work and why are they difficult to understand?; How do weak interactions work and why are they so special?; What is the mass of objects at the subatomic level and how does the Higgs boson intervene?; How does one search for new phenomena beyond the known ones?; What can one learn from particle physics concerning astrophysics and the Universe as a whole?

Sep 7th 2026
5-12 Weeks
Mysteries Of The Universe (FutureLearn) FutureLearn
National Tsing Hua University

Mysteries Of The Universe (FutureLearn)

Discover how more than ninety per cent of the universe is a mystery, and expand your knowledge of cosmology and astronomy. Investigate the most mysterious and fascinating aspects of the universe The more we learn about how the universe works, the more we realise how much we don’t know. What is a black hole? What is dark energy? Will the universe eventually collapse in on itself? And how does the Earth fit into all this?

Self Paced
5-12 Weeks
Kinetics: Studying Spacecraft Motion (Coursera) Coursera
University of Colorado Boulder

Kinetics: Studying Spacecraft Motion (Coursera)

As they tumble through space, objects like spacecraft move in dynamical ways. Understanding and predicting the equations that represent that motion is critical to the safety and efficacy of spacecraft mission development. Kinetics: Modeling the Motions of Spacecraft trains your skills in topics like rigid body angular momentum and kinetic energy expression shown in a coordinate frame agnostic manner, single and dual rigid body systems tumbling without the forces of external torque, how differential gravity across a rigid body is approximated to the first order to study disturbances in both the attitude and orbital motion, and how these systems change when general momentum exchange devices are introduced.

Aug 31st 2026
4 Weeks
文物精品与文化中国:天文与医药 | Relics of Chinese History - Part 2: Astronomy and Medicine (edX) EdX
Tsinghua University,TsinghuaX

文物精品与文化中国:天文与医药 | Relics of Chinese History - Part 2: Astronomy and Medicine (edX)

Discover how Astronomy and Medicine impacted the history of China as we use artifacts and relics as a guide to Chinese civilization. 本课程以精品文物作引子,将学术界探索中华文明的过程作为线索,介绍古代中国在造船、玉器等诸多领域的杰出成就

Self Paced
Self-Paced
La legge di gravitazione universale (POK) Polimi OPEN KNOWLEDGE
Politecnico di Milano

La legge di gravitazione universale (POK)

Indaghiamo assieme una delle leggi fisiche più belle dell’Universo, ma non solo! Sveliamo i concetti fondamentali della meccanica orbitale, del volo e della propulsione aerospaziale. La forza di gravità è ciò che dà la forma ad ogni oggetto e corpo presente nell’Universo. I pianeti stessi e le loro orbite sono soggetti a questa forza tanto potente quanto misteriosa, come scoprirete seguendo queste lezioni.

Available
2 Weeks
Archaeoastronomy (POK) Polimi OPEN KNOWLEDGE
Politecnico di Milano

Archaeoastronomy (POK)

The science of stars and stones. Archaeoastronomy is the “science of stars and stones”: it studies the relationships between the ancient monuments and the sky, in order to gain a better understanding of the ideas of the architects of the past and of their religious and symbolic world. The course provides the first complete, easy introduction to this fascinating discipline.

Available
5-12 Weeks
Introduction to Image Processing (Coursera) Coursera
MathWorks

Introduction to Image Processing (Coursera)

In this introduction to image processing, you'll take your first steps in accessing and adjusting digital images for analysis and processing. You will load, save, and adjust image size and orientation while also understanding how digital images are recognized. You will then perform basic segmentation and quantitative analysis. Lastly, you will enhance the contrast of images to make objects of interest easier to identify.

Aug 31st 2026
4 Weeks
Understanding Einstein: The Special Theory of Relativity (Coursera) Coursera
Stanford University

Understanding Einstein: The Special Theory of Relativity (Coursera)

In this course we will seek to “understand Einstein,” especially focusing on the special theory of relativity that Albert Einstein, as a twenty-six year old patent clerk, introduced in his “miracle year” of 1905. Our goal will be to go behind the myth-making and beyond the popularized presentations of relativity in order to gain a deeper understanding of both Einstein the person and the concepts, predictions, and strange paradoxes of his theory.

Sep 7th 2026
5-12 Weeks
Design of High-Performance Optical Systems (Coursera) Coursera
University of Colorado Boulder

Design of High-Performance Optical Systems (Coursera)

This course can also be taken for academic credit as ECEA 5602, part of CU Boulder’s Master of Science in Electrical Engineering degree.Optical instruments are how we see the world, from corrective eyewear to medical endoscopes to cell phone cameras to orbiting telescopes. This course extends what you have learned about first-order, paraxial system design and optical resolution and efficiency with the introduction to real lenses and their imperfections.

Aug 24th 2026
5-12 Weeks
Quantum Optics 1 : Single Photons (Coursera) Coursera
École Polytechnique

Quantum Optics 1 : Single Photons (Coursera)

This course gives you access to basic tools and concepts to understand research articles and books on modern quantum optics. You will learn about quantization of light, formalism to describe quantum states of light without any classical analogue, and observables allowing one to demonstrate typical quantum properties of these states. These tools will be applied to the emblematic case of a one-photon wave packet, which behaves both as a particle and a wave.

Sep 21st 2026
5-12 Weeks