Angewandte Bildverarbeitung und Bildanalyse - Methoden, Konzepte und Algorithmen in der Optotechnik, optischen Messtechnik und industriellen Qualitätskontrolle

Angewandte Bildverarbeitung und Bildanalyse - Methoden, Konzepte und Algorithmen in der Optotechnik, optischen Messtechnik und industriellen Qualitätskontrolle

 

 

 

von: Joachim Ohser

Carl Hanser Fachbuchverlag, 2018

ISBN: 9783446453081

Sprache: Deutsch

301 Seiten, Download: 23292 KB

 
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Angewandte Bildverarbeitung und Bildanalyse - Methoden, Konzepte und Algorithmen in der Optotechnik, optischen Messtechnik und industriellen Qualitätskontrolle



  1 Gitter, Bilder und Nachbarschaften 14  
     1.1 Vorbemerkungen zur Bilddatenstruktur 14  
     1.2 Euler-Zahl 16  
        1.2.1 Additive Erweiterung 17  
        1.2.2 Euler-Poincaré-Formel 20  
        1.2.3 Netzwerkformel 20  
     1.3 Homogene Gitter, Sampling und Digitalisierung 21  
     1.4 Lokale Pixelkonfigurationen 25  
     1.5 Nachbarschaften von Pixeln und ihre Komplementarität 29  
     1.6 Digitale Bilder 33  
        1.6.1 Grautonbilder 33  
        1.6.2 Interpolation von Pixelwerten 34  
           1.6.2.1 Bilddrehung 37  
           1.6.2.2 Verzeichnungskorrektur 37  
        1.6.3 Lokale Pixeloperationen 42  
           1.6.3.1 Binarisierung von Grautonbildern 44  
           1.6.3.2 Manipulation des Grauwerthistogramms 46  
        1.6.4 Elementare Statistik für Pixelwerte 49  
        1.6.5 Mehrkanalige Bilder 51  
        1.6.6 RGB- und HSV-Farbräume 51  
        1.6.7 Bildrandfehler und allgemeine Prinzipien ihrer Behandlung 55  
  2 Filterung von Bildern 58  
     2.1 Morphologische Transformationen 58  
        2.1.1 Minkowski-Addition und Dilatation 58  
        2.1.2 Minkowski-Subtraktion und Erosion 61  
        2.1.3 Morphologische Öffnung und Abschließung 63  
        2.1.4 Top-Hat-Transformationen 66  
        2.1.5 Algorithmische Implementierung 67  
        2.1.6 Bildrandfehler morphologischer Transformationen 71  
     2.2 Lineare Filter 74  
        2.2.1 Lineare Glättungsfilter 76  
           2.2.1.1 Mittelwertfilter 76  
           2.2.1.2 Gauß- und Binomialfilter 80  
        2.2.2 Ableitungsfilter 1. Ordnung 85  
        2.2.3 Ableitungsfilter 2. Ordnung 93  
     2.3 Morphologische Filter 96  
        2.3.1 Von Transformation zu Filterung 96  
        2.3.2 Algorithmische Implementierung 101  
     2.4 Rangordnungsfilter 102  
        2.4.1 Diskrete Versionen von Rangordnungsfiltern 104  
        2.4.2 Hinweise zur algorithmischen Implementierung 105  
  3 Spezielle Bildtransformationen 108  
     3.1 Labeling von Zusammenhangskomponenten 108  
        3.1.1 Verbundenheit und Zusammenhangskomponenten 109  
        3.1.2 Elementarer Labeling-Algorithmus 111  
        3.1.3 Labeling mit Lauflängenkodierung 119  
     3.2 Distanztransformation 123  
        3.2.1 Definition und Bezeichnungen 123  
        3.2.2 Weitere Distanztransformationen 124  
        3.2.3 Algorithmische Implementierung 126  
           3.2.3.1 Der 1-dimensionale Fall 127  
           3.2.3.2 Der 2-dimensionale Fall 129  
     3.3 Wasserscheidentransformation 133  
        3.3.1 Geodätischer Abstand 135  
        3.3.2 Zerlegung in Einflusszonen 137  
        3.3.3 Flutungsalgorithmus 140  
     3.4 Radon- und Hough-Transformation 142  
        3.4.1 Radon-Transformation 142  
        3.4.2 Hough-Transformation 152  
        3.4.3 Template-Matching 158  
  4 Fourier-Transformation 161  
     4.1 Kontinuierliche Fourier-Transformation 163  
     4.2 Fourier-Bessel-Transformation 172  
     4.3 Anwendungen 174  
        4.3.1 Ortssensitive Diffusionsfilter 175  
        4.3.2 Abtasttheorem und Moiré-Effekt 180  
     4.4 Diskrete Fourier-Transformation 184  
        4.4.1 Die 1-dimensionale diskrete Fourier-Transformation 185  
        4.4.2 Schnelle Fourier-Transformation 193  
        4.4.3 Die 2-dimensionale diskrete Fourier-Transformation 198  
  5 Faltung und Korrelation im Ortsfrequenzraum 205  
     5.1 Faltung im Ortsfrequenzraum 205  
     5.2 Transferfunktionen linearer Filter 215  
        5.2.1 Transferfunktionen von Binomialfiltern 216  
        5.2.2 Transferfunktionen von Mittelwertfiltern 220  
        5.2.3 Transferfunktion von Gauß-Filtern 221  
        5.2.4 Transferfunktion des Gradientenfilters 226  
        5.2.5 Transferfunktion des Laplace-Filters 226  
     5.3 Filterdesign 227  
        5.3.1 Design von Gradientenfiltern zur Messung von Richtungen 227  
        5.3.2 Verbesserung der Isotropieeigenschaften von Laplace-Filtern 229  
     5.4 Tief-, Hoch- und Bandpassfilter 230  
        5.4.1 Tiefpassfilter 230  
        5.4.2 Hochpassfilter 231  
        5.4.3 Bandpassfilter 232  
     5.5 Inverse Filterung 233  
     5.6 Auto- und Kreuzkorrelationsfunktionen zufälliger Strukturen 237  
        5.6.1 Korrelation und Spektraldichte 237  
        5.6.2 Wolkigkeit von Papier 242  
        5.6.3 Kreuzkorrelationsfunktion und ihre Schätzung 244  
        5.6.4 Über die Ausbreitung des Borkenkäfers 245  
  6 Radon-Transformation und tomographische Rekonstruktion 249  
     6.1 Radon-Transformation via Ortsfrequenzraum 249  
     6.2 Tomographische Rekonstruktion 252  
        6.2.1 Gefilterte Rückprojektion 255  
        6.2.2 Algorithmische Implementierung 256  
  7 Grundbegriffe der Bildanalyse 261  
     7.1 Additive, translationsinvariante, isotrope und stetige Merkmale 261  
        7.1.1 Messung der Fläche 263  
        7.1.2 Messung des Umfangs 265  
     7.2 Konvexe Hülle und ihre Merkmale 272  
     7.3 Weitere Merkmale 276  
  8 Lösung der Übungsaufgaben 277  
  Formelzeichen und Abkürzungen 285  
  Literatur 286  
  Index 295  

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