Numerische Algorithmen zur Echtzeit-Farbbildverarbeitung mit Anwendungen in der industriellen Qualitätssicherung:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin
Mensch-und-Buch-Verl.
1999
|
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XVIII, 232 S. Ill., graph. Darst. |
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INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG
.
1
1.1
AUSBLICK
UND
ZIELE
.
1
1.2
BEZEICHNUNGEN
UND
LITERATURANGABEN
.
1.2.1
QUERVERWEISE
.
1.2.2
ABBILDUNGEN,
TABELLEN,
DEFINITIONEN,
SAETZE,
GLEICHUNGEN
.
1.2.3
LITERATURANGABEN
.
1.3
BEDEUTUNG
DER
BILDVERARBEITUNG
HEUTE
.
1.3.1
VISUELLE
QUALITAETSSICHERUNG
.
1.3.2
INTERDISZIPLINAERES
FORSCHUNGSGEBIET
.
1.3.3
BILDVERARBEITUNGS-MARKT:
ANBIETER,
KUNDEN
UND
CHANCEN
.
1.3.4
TRENDS
.
1.4
METHODIK
DER
BILDVERARBEITUNG
ZUR
QUALITAETSSICHERUNG
.
1.4.1
HIERARCHISCHER
AUFBAU
.
1.4.2
EINFACHER
ODER
KOMPLEXERER
ANSATZ
?
.
1.5
ANFORDERUNGEN
DER
ECHTZEIT-BILDVERARBEITUNG
.
1.5.1
KOMPLEXITAET
DER
ALGORITHMEN
.
1.5.2
PARALLELVERARBEITUNG
.
7
CH
O\
QL
UL
UI
W
(Q
M
W
W
N
VIII
INHALTSVERZEICHNIS
2
GRUNDLAGEN
DER
BILDVERARBEITUNG
.
10
2.1
MOTIVATION
.
10
2.2
DIGITALISIERUNG
.
10
2.2.1
RASTERUNG
.
10
2.2.2
QUANTISIERUNG
.
13
2.3
BILDTOPOLOGIE
.
15
2.3.1
NACHBARSCHAFT
UND
ZUSAMMENHANG
.
15
2.3.2
INNERES
UND
RAND
EINER
MENGE
VON
GITTERPUNKTEN
.
16
2.3.3
METRIKEN
DER
BILDVERARBEITUNG
.
16
2.4
FILTER
.
16
2.4.1
PUNKT-SPREIZ-FUNKTION
.
17
2.4.2
LINEARE
FILTER
UND
SHIFT-INVARIANZ
.
18
2.4.3
SYMMETRIEEIGENSCHAFTEN
LINEARER
SHIFT-INVARIANTER
FIR-FILTER
.
22
2.4.4
DEKOMPOSITION
LINEARER
SHIFT-INVARIANTER
FIR-FILTER
.
23
2.4.5
TRANSFERFUNKTION
.
26
2.4.6
BEISPIELE
WICHTIGER
LINEARER
SHIFT-INVARIANTER
FIR-FILTER
.
27
2.4.7
GLAETTUNGSFILTER
.
27
2.4.8
KANTEN
UND
HOCHPASSFILTER
.
35
2.4.9
BANDPASS-FILTER
.
38
2.4.10NICHTLINEARE
FILTER
.
39
2.5
MORPHOLOGISCHE
OPERATIONEN
.
40
2.5.1
LOKALE
OPERATOREN
.
41
2.5.2
GLOBALE
TOPOLOGISCHE
OPERATOREN
.
44
2.5.3
FARBMORPHOLOGIE
.
45
3
ALGORITHMEN
DER
BILDVORVERARBEITUNG
.
46
3.1
RAUSCHUNTERDRUECKUNG
BEI
FARBBILDERN
.
46
3.1.1
SIGNAL-RAUSCH-VERHAELTNIS
.
46
3.1.2
MEDIAN-FILTERUNG
ZUR
UNTERDRUECKUNG
VON
SHOT-NOISE
.
47
3.1.3
ANWENDUNG
DES
MEDIAN-FILTERS
AUF
FARBBILDER
.
47
3.2
KANTENHERVORHEBUNG
BEI
FARBBILDERN
.
49
3.3
AUFLOESUNGSUNABHAENGIGE
BILDVERARBEITUNG
DURCH
BILDPYRAMIDEN
.
51
3.3.1
HALBIERUNG
DER
AUFLOESUNG
.
52
3.3.2
GAUSS-PYRAMIDE
.
52
3.3.3
IMPLIZITE
ABHAENGIGKEITSSTRUKTUR
DER
GAUSS-PYRAMIDE
.
55
3.3.4
INSELSTRUKTUREN
.
55
3.3.5
LAPLACE-PYRAMIDE
.
59
3.4
GEOMETRISCHE
BILDKORREKTUR
DURCH
MARKIERUNGEN
.
59
3.4.1
EINLEITUNG
UND
PROBLEMSTELLUNG
.
60
3.4.2
ERMITTLUNG
DER
PASSPUNKTKOORDINATEN
.
61
3.4.3
ROBUSTHEIT
DES
VERFAHRENS
GEGENUEBER
VERDREHUNGEN
.
66
3.4.4
SUBPIXELGENAUE
BESTIMMUNG
.
72
3.4.5
BERECHNUNG
DER
TRANSFORMATIONSMATRIX
AUS
DEN
PASSPUNKTEN
.
74
3.4.6
DISKRETE
AFFINE
BILDTRANSFORMATION
.
77
3.4.7
KOMPLEXITAET
DER
BILDTRANSFORMATIONEN
.
78
3.5
HISTOGRAMMBILDUNG
.
79
3.5.1
GRAUWERTHISTOGRAMM
.
80
3.5.2
FARBHISTOGRAMME
.
80
INHALTSVERZEICHNIS
IX
4
SEGMENTIERUNG
.
84
4.1
ALLGEMEINES,
ZIELSETZUNG
UND
DEFINITION
.
84
4.1.1
DEFINITION
.
84
4.1.2
KOMPAKTHEITSANFORDERUNG
.
87
4.1.3
SEGMENTIERUNG
ALS
OPTIMIERUNGSAUFGABE
.
87
4.2
EIGENSCHAFTSBILDER
ALS
SEGMENTIERUNGSGRUNDLAGE
.
90
4.2.1
KONTRAST-UND
TEXTURSEGMENTIERUNG
.
90
4.2.2
DUALITAETSPROBLEM
LOKALER
UND
GLOBALER
INFORMATION
.
94
4.2.3
FARBSEGMENTIERUNG
.
94
4.3
SEGMENTIERUNGSALGORITHMEN:
GRUNDLEGENDE
VERFAHREN
.
94
4.3.1
GLOBALE
SCHWELLENWERTVERFAHREN
.
95
4.3.2
LOKALE
SCHWELLENWERTVERFAHREN
.
104
4.3.3
REGIONENWACHSTUMSVERFAHREN
.
105
4.3.4
SPLIT-AND-MERGE-VERFAHREN
.
110
4.3.5
SPLITTING
AN
DEN
DOMINANTEN
SPRUNGSTELLEN
.
115
4.4
SEGMENTIERUNGSALGORITHMEN:
HIERARCHISCHE
VERFAHREN
.
117
4.4.1
HIERARCHISCHE
SEGMENTIERUNG
IN
INSELSTRUKTUREN
.
118
4.4.2
SEGMENTIERUNG
IN
EINER
GAUSS-PYRAMIDE
.
123
4.5
SEGMENTIERUNGSALGORITHMEN:
SPEZIELLE
VERFAHREN
FUER
FARBBILDER
.
129
4.5.1
FARBHISTOGRAMM-SEGMENTIERUNG
.
130
4.5.2
REKURSIVES
SPLITTEN
VON
FARBKANALHISTOGRAMMEN
.
130
4.5.3
FARB-CLUSTERVERFAHREN
.
134
5
BILDANALYSE
UND
VERGLEICH
.
137
5.1
MUSTERSUCHE
UND
VERGLEICH
VON
BILDAUSSCHNITTEN
.
137
5.1.1
FARBBILDER
.
137
5.1.2
MUSTERSUCHE
.
137
5.1.3
EINS-ZU-EINS-AUSSCHNITTSVERGLEICH
.
138
5.2
STATISTISCHE
BILDANALYSE
DURCH
MOMENTE
.
138
5.2.1
GRAUWERTVERTEILUNG
IM
DISKRETEN
BILDRAUM
.
140
5.2.2
GEOMETRISCHE
MOMENTE
IM
BILDRAUM
.
140
5.2.3
POLARER
ABSTAND
.
143
5.2.4
LEGENDRE-MOMENTE
.
145
5.2.5
KOMPLEXE
MOMENTE
IM
BILDRAUM
.
146
5.2.6
ZUSAMMENHANG
DER
VERSCHIEDENEN
KLASSEN
VON
MOMENTEN
.
148
5.2.7
KOMPLEXE
MOMENTE
DES
FOURIERTRANSFORMIERTEN
BILDES
.
148
5.2.8
UPWRITING
.
149
5.2.9
KLASSIFIKATION
DURCH
NEURONALE
NETZE
.
149
5.2.10KLASSIFIKATION
DURCH
FUZZY-METHODEN
.
150
5.2.11
SUCHE
IN
EINEM
GEEIGNETEN
MERKMALSRAUM
.
150
5.3
TEXTURANALYSE
.
152
5.3.1
TEXTURERKENNUNG
DURCH
FILTERUNG
UND
ENERGIEBESTIMMUNG
.
152
5.3.2
UEBERGANGSMATRIX
EINES
GRAUWERTBILDES
.
153
5.3.3
UEBERGANGSMATRIX
FUER
FARBBILDER
.
154
X
INHALTSVERZEICHNIS
6
VISUELLE
KONTROLLE
VON
FALTSCHACHTELN
.
156
6.1
EINFUEHRUNG
.
156
6.1.1
BEDEUTUNG
DER
QUALITAETSKONTROLLE
VON
FALTSCHACHTELN
.
156
6.1.2
STANDARD-KONTROLLVERFAHREN
.
157
6.1.3
ANFORDERUNGEN
AN
EIN
VOLLFLAECHIGES
KONTROLLSYSTEM
.
157
6.2
ENTWICKLUNG
EINES
TECHNISCHEN
SYSTEMS
ZUR
VOLLFLAECHIGEN
VISUELLEN
QUALITAETSSICHERUNG
.
158
6.2.1
ZWEI-KAMERA-KONZEPT
.
158
6.2.2
AUSWAHL
DER
BILDVERARBEITUNGS-HARDWARE
.
159
6.2.3
TESTAUFBAU
UND
BELEUCHTUNG
.
159
6.3
VERWENDETE
ALGORITHMEN
.
160
6.3.1
FARBRAUMTRANSFORMATION
.
161
6.3.2
PASSPUNKTSUCHE
UND
LAGEKORREKTUR
.
161
6.3.3
VORVERARBEITUNG
.
162
6.3.4
FARBSEGMENTIERUNG
.
162
6.3.5
FALZKANTENKONTROLLE
.
163
6.3.6
AUSSCHNITTS-DETAILVERGLEICH
.
163
6.3.7
FARBREGIONEN-VERGLEICH
.
163
6.3.8
AUSSCHUSSENTSCHEIDUNG
.
163
6.4
IMPLEMENTATION
.
164
6.4.1
BENUTZEROBERFLAECHE
.
164
6.4.2
PARALLELE
IMPLEMENTATION
AUF
EINEM
TMS320C80-DSP-BOARD
.
166
6.4.3
CODE-OPTIMIERUNG
UND
LAUFZEITANALYSE
.
167
6.5
BEWERTUNG
UND
AUSBLICK
.
169
INHALTSVERZEICHNIS
XI
ANHANG
A
FARBRAEUME
UND
-DARSTELLUNGEN
.
172
A.L
EINLEITUNG
.
172
A.2
SPEKTRALER
FARBRAUM
.
172
A.2.1
LICHT
UND
FARBE
.
172
A.2.2
LICHTREZEPTOREN
.
173
A.2.3
LICHTERZEUGUNG
UND
FARBREKONSTRUKTION
.
175
A.2.4
TEMPERATURSTRAHLER
.
176
A.3
FARBWAHMEHMUNG
DES
MENSCHLICHEN
AUGES
.
177
A.3.1
STAEBCHEN
UND
ZAPFEN
.
177
A.3.2
LUMINANZ-CHROMINANZ-ZERLEGUNG
.
178
A.3.3
LIGHTNESS
.
180
A.3.4
FARBSIGNALWEITERLEITUNG
ZUM
GEHIRN
DES
MENSCHEN
.
180
A.3.5
FARBKONSTANZ
UND
OPTISCHE
TAEUSCHUNGEN
BEIM
FARBSEHEN
.
181
A.3.6
FARBABSTAND
.
181
A.4
FARBSYSTEME
.
182
A.4.1
RGB-MODELL
.
182
A.4.2
CMY
.
184
A.4.3
NORMFARBSYSTEM
.
184
A.4.4
HSI-MODELL
.
185
A.4.5
HSLUNDHSV
.
187
A.4.6
YIQUNDYUV
.
187
A.4.7
CIE-MODELLE
FUER
FARBABSTANDSBERECHNUNGEN
.
187
A.4.8
KARHUNEN-LOEVE-TRANSFORMATION
.
188
A.5
ZUSAMMENHANG
DER
GLEICHABSTAENDIGEN
FARBRAEUME
.
190
A.5.1
NICHTLINEARES
RGB
UND
CIE-LAB
.
190
A.5.2
NICHTLINEARES
RGB
UND
CIE-LUV
.
191
A.6
EFFIZIENTE
BERECHNUNG
VON
FARBTRANSFORMATIONEN
.
191
A.6.1
LOOKUP-TABLES
.
192
A.6.2
BERECHNUNG
DER
TRANSFORMATION
IN
DAS
NICHTLINEARE
RGB
.
193
A.6.3
BERECHNUNG
DER
TRANSFORMATION
VON
RGB
NACH
HSI
.
193
A.6.4
BERECHNUNG
DER
TRANSFORMATIONEN
VON
RGB
IN
DIE
CIE-MODELLE
.
193
XII
INHALTSVERZEICHNIS
B
HARDWARE
ZUR
INDUSTRIELLEN
BILDVERARBEITUNG
.
195
B.L
EINLEITUNG
.
195
B.2
BILDAUFNAHME
.
195
B.2.1
AUFWAND
UND
KENNGROESSEN
VON
MODERNEN
BILDWANDLERN
.
195
B.2.2
ZEILENKAMERAS
.
197
B.2.3
FLAECHEN-KAMERAS
.
198
B.2.4
GAMMA-KORREKTUR
.
200
B.2.5
VIDEONORMEN
.
201
B.2.6
OBJEKTIVE
.
201
B.2.7
BELEUCHTUNG
.
202
B.3
BILDVERARBEITUNGSSYSTEME
.
205
B.3.1
ANFORDERUNGEN
AN
EIN
BILDVERARBEITUNGSSYSTEM
ZUR
INDUSTRIELLEN
QUALITAETSSICHERUNG
.
206
B.3.2
SPEZIAL-CHIPS
ZUR
BILDVERARBEITUNG
.
206
B.3.3
BOARDS
FUER
INDUSTRIE-PCS
.
210
B.3.4
TRANSPUTERUNDWORKSTATIONS
.
211
C
IMPLEMENTATION
.
212
C.L
MULTITHREADING-AUFFUFE
.
212
C.2
CLUSTERING
/
SEGMENTIERUNG
.
215
ZUSAMMENFASSUNG
.
227
LITERATUR
.
229 |
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