Reiner Schmid. Industrielle Bildverarbeitung

Transkript

1 Reiner Schmid Industrielle Bildverarbeitung

2 Aus dem Programm... Nachrichtentechnik Schaltungen der Nachrichtentechnik von D. Stoll Verstarkertechnik von D. Ehrhardt Berechnungs. und Entwurfsverfahren der Hochfrequenztechnik von R. GeiBler, W. Kammerloher und H. W. Schneider Entwurf analoger und digitaler Filter von O. Mildenberger Mobilfunknetze von R. Eberhardt und W. Franz Weitverkehrstechnik von K. Kief Signalanalyse von W. Bachmann Digitale Signalverarbeitung von Ad. v. d. Enden und N. Verhoeckx Analyse digitaler Signale von W. Lechner und N. Lohl Optoelektronik von D. Jansen Fernsehtechnik von L. Krisch Handbuch der Operatoren fiir die Bildbearbeitung von R. Klette und P. Zamperoni Vieweg ~

3 Reiner Schmid Industrielle Bildverarbeitung Vom visuellen Empfinden zur Problemlosung Mit 193 Abbildungen, 12 Farbtafeln und 30 Aufgaben mit Losungen Herausgegeben von Wolfgang Schneider ~ Vleweg

4 CIP-Codierung angefordert Aile Rechte vorbehalten Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbh, BraunschweiglWiesbaden, 1995 Der Verlag Vieweg ist ein Unternehmen der Bertelsmann Fachinformation GmbH. Das Werk einschlieblich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschtitzt. Jede Verwertung auberhalb der engen Grenzen des U rheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulassig und strafbar. Das gilt insbesondere ftir Vervieifaltigungen, Ubersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Umschlaggestaltung: Klaus Birk, Wiesbaden Druck und buchbinderische Verarbeitung: Lengericher Handelsdruckerei, Lengerich Gedruckt auf saurefreiem Papier ISBN-13: e-isbn-13: DOl: /

5 v Inhaltsverzeichnis 1 Einfiihrung Der Erkennungsvorgang Optische Tauschungen SignaIwandJung Eigenschaften bildgebender Sensoren CCD-Kameras im visuellen Bereich Infrarotkameras Rasterung und Quantisierung Aufbau des Videosignals Bildtibertragungsverfahren BAS-Signal HD-MAC GrundJegende Verfahren Schablonenvergleich Korrelation Konturkorrelation Histogrammoperationen Gleichverteilung Bimodalitat Histogrammkennwerte Operationen im Ortsfrequenzbereich Operationen im Ortsbereich Binarbildoperationen Mittelwerte GauB-, Binominalverteilter TiefpaB Medianwert Olympic-Filter Greyscale Erosion, Dilatation Adaptive Filter Konturdetektion Lokale Kontrastoperationen Kettencodes Konturapproximation Slope Density Function Fourier-Descriptoren... 64

6 VI Inhaltsverzeichnis 3.6 Hough-Transformation Geradenapproximation Schablonenvergleich Textur Texturmerkmale Transformationsparameter Texturenergiemasken Hust-Transformation GrauwertUbergangsmatrix Run-Length-Matrix Hierarchien Grauwert-, Laplacepyraroide Quad Trees Hierarchische Konturcodes Farbverarbeitung Farbensehen Additive Farbmischung Farbmodelle Normalfarbdreieck Heringsches System, NTSC-System Farbkontrastoperationen K1assiftkationsverfahren KarhunenlLoeve-Transformation Uberwachte, untiberwachte und lernende Klassifikationsverfahren Klassifikation mit Look-up Tabellen Maximum Likelihood Minimum Distance Verbesserung der Klassifikation Viterbi-Verfahren Relaxation NeuronaIe Netze Grundlagen Neuronaler Netze Lernregeln ftir feed-forward-netze Delta-Regel Error-Backpropagation-Algorithmus Bildverarbeitungsnetzwerke Neocognitron von Fukushima Zelltypen des Neocognitrons

7 Inhaltsverzeichnis VII Struktur des Netzwerkes Arbeitsweise des Netzes, Lernvorgang Netzwerk von Marr fur binokulares Sehen Beleuchtungstechniken Durchlicht, Auflicht Mehrfachbeleuchtung Strukturiertes Licht D-Erkennung Triangulation Lichtschnittverfahren... ; Moire-Verfahren Speckleinterferometrie Fokusserien Abstandsbestimmung tiber Verkleinerungen Stereoskopisches Sehen Bewegungsdetektion Verschiebungsvektoren Monotonieoperator Reichardt-Bewegungsdetektor Orientierungsselektive Filter zur Bewegungsdetektion Bildcodierung Statistische Codierung Entropie ShannonIFano-Code Huffman-Code Transformationscodierung Grundlegende Gesichtspunkte WalshIHadamard-Transformation Fraktale Beschreibung Hardware Koordinatentransformation Indirekte Entzerrung Affine Abbildung Interpolation Polynome hoherer Ordnung PaBpunktmethode

8 VIII Inhaltsverzeichnis 12 Hardwareaspekte von Walter Rimkus 12.1 Anwendungsspezifische Hardware und deren Eigenschaften Vorgehensweise zur Entwicklung von Hardware Anhang LOsungsvorschHige zu den Ubungsaufgaben Farbtafeln ~iteratuurverzeiclumis Sachwortverzeichnis