Computer/Robot-Vision: Übung 1

Transkript

1 Computer/Robot-Vision: Übung 1 Michael Korn Raum: BC 414, Tel.: , michael.korn@uni-due.de Michael Korn (michael.korn@uni-due.de) Computer/Robot-Vision: Übung 1 1 / 24

2 Digitale Bilder Michael Korn Computer/Robot-Vision: Übung 1 2 / 24

3 Was ist ein digitales Graustufenbild? Michael Korn Computer/Robot-Vision: Übung 1 3 / 24

4 Was ist ein digitales Graustufenbild? Michael Korn Computer/Robot-Vision: Übung 1 4 / 24

5 Ortsauflösung Michael Korn Computer/Robot-Vision: Übung 1 5 / 24

6 Kontrastauflösung Michael Korn Computer/Robot-Vision: Übung 1 6 / 24

7 Mathematische Darstellung eines Graustufenbildes gegeben sind Breite W und Höhe H eines Graustufenbildes b g weiterhin gegeben Anzahl Intensitäten I (I 1 entspricht Weiß) Bild b g ist eine Funktion N 2 N, genauer {0,...,W 1} {0,...,H 1} {0,...,I 1} Koordinatenpaar (x, y) beschreibt ein Pixel mit Intensität b g (x,y) Michael Korn (michael.korn@uni-due.de) Computer/Robot-Vision: Übung 1 7 / 24

8 Darstellung eines Graustufenbildes im Rechner Realisierung im Allgemeinen durch ein 2D-Feld in C/C++: unsigned char bg[w][h] oder kurz uchar bg[w][h] I ist typischerweise 256 (8 Bit, unsigned char) Kapselung der Datenstruktur durch Bibliothek (z.b. OpenCV) Michael Korn (michael.korn@uni-due.de) Computer/Robot-Vision: Übung 1 8 / 24

9 Was ist Farbe? Michael Korn Computer/Robot-Vision: Übung 1 9 / 24

10 Was ist Farbe? Sinneswahrnehmung, ausgelöst durch Licht im menschlichen Auge gibt es 3 verschiedene Arten von Rezeptoren Farbe ist aus unserer Sicht etwas 3-dimensionales eine Farbe wird also durch ein Koordinatentripel beschrieben, im RGB-Modell z.b. durch (r,g,b) Michael Korn (michael.korn@uni-due.de) Computer/Robot-Vision: Übung 1 10 / 24

11 Mathematische Darstellung eines Farbbildes gegeben sind Breite W und Höhe H eines Farbbildes b f weiterhin gegeben Anzahl Intensitäten je Farbkanal I Bild b f ist eine Funktion N 2 N 3, genauer {0,...,W 1} {0,...,H 1} {0,...,I 1} 3 Koordinatenpaar (x, y) beschreibt ein Pixel mit Farbtripel b f (x,y) N 3 Michael Korn (michael.korn@uni-due.de) Computer/Robot-Vision: Übung 1 11 / 24

12 Darstellung eines Farbbildes im Rechner Realisierung im Allgemeinen durch ein 2D-Feld, bestehend aus Strukturen in C/C++: struct {unsigned char r,g,b;} bf[w][h]; in OpenCV: Datentyp Vec3b I ist typischerweise 256 (8 Bit pro Kanal 24 Bit) Michael Korn (michael.korn@uni-due.de) Computer/Robot-Vision: Übung 1 12 / 24

13 RGB-Kanäle Michael Korn Computer/Robot-Vision: Übung 1 13 / 24

14 Nachbarschaft 4er-Nachbarschaft: Pixel haben eine gemeinsame Seite 8er-Nachbarschaft: Pixel haben eine gemeinsame Seite oder einen gemeinsamen Eckpunkt Michael Korn Computer/Robot-Vision: Übung 1 14 / 24

15 Helligkeit Helligkeit eines Graustufenbildes b g ist der Mittelwert der Intensitäten der Pixel Formel: h(b g ) = 1 W H W 1 x=0 H 1 y=0 b g (x,y) Michael Korn (michael.korn@uni-due.de) Computer/Robot-Vision: Übung 1 15 / 24

16 Kontrast Kontrast eines Graustufenbildes b g ist die Varianz der Intensitäten der Pixel Formel: k(b g ) = 1 W H W 1 x=0 H 1 y=0 (b g (x,y) h(b g )) 2 Michael Korn (michael.korn@uni-due.de) Computer/Robot-Vision: Übung 1 16 / 24

17 Rauschen und Störungen Michael Korn Computer/Robot-Vision: Übung 1 17 / 24

18 Visual Studio und OpenCV Michael Korn Computer/Robot-Vision: Übung 1 18 / 24

19 Tutorial Verwendung des Musterprojektes Hello World -Programm mit OpenCV (Aufgabe 1.1) Michael Korn Computer/Robot-Vision: Übung 1 19 / 24

20 Aufgabe 1.2 Bild airplane.jpg laden rechteckigen Ausschnitt (260, 225, 50, 50) aus erstem Bild umkopieren in zweites Bild und dabei auf Pixel vergrößern Michael Korn Computer/Robot-Vision: Übung 1 20 / 24

21 Aufgabe 1.3 Bild baboon.jpg laden Rot- und Blau-Kanal miteinander vertauschen Michael Korn Computer/Robot-Vision: Übung 1 21 / 24

22 Aufgabe 1.4 Bild fruits.jpg laden in HSV-Farbmodell umwandeln Kanäle (H, S, V) einzeln anzeigen im Internet weitere Bilder suchen mit den Stichworten Farbkreis oder color wheel Michael Korn Computer/Robot-Vision: Übung 1 22 / 24

23 Aufgabe 1.5 Bild fruits.jpg laden Kontrast um 21% erhöhen Helligkeit um 10 Graustufen verringern Michael Korn Computer/Robot-Vision: Übung 1 23 / 24

24 Aufgabe 1.6 leeres 8-bit-Graustufenbild der Größe erstellen x 256 (( die folgende Funktion anzeigen: 255 e 128 )2 +( y )2 ) dabei sollen Funktionswerte als unterschiedliche Graustufen dargestellt werden Michael Korn (michael.korn@uni-due.de) Computer/Robot-Vision: Übung 1 24 / 24