Grundlagen der Bildverarbeitung:
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München [u.a.]
Pearson Studium
2005
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| adam_text | Inhaltsverzeichnis
Vorwort 9
Kapitel 1 Einführung
із
1.1 Anwendungen der digitalen Bildveraibeitung....................... 16
1.2 Algorithmische Verarbeitung von Bildinformation.................... 17
1.3 Zu diesem Buch................................................ 24
1.4 Vertiefende und weiterführende Literatur........................... 25
Kapitel 2 Digitale Bilder und die Bildaufnahme 29
2.1 Das digitale Foto............................................... 31
2.2 Repräsentation und grundlegende Eigenschanen von digitalen Bildern ... 35
2.3 Die Digitalkamera.............................................. 38
2.4 Semantik der aufgenommenen Daten............................... 39
2.5 Andere Aufnahmesysteme....................................... 40
2.6 Vertiefende und weiterführende Literatur........................... 42
Kapitel 3 Einflüsse bei der Bildaufnahme 45
3.1 Informationsreduktion bei der Aufnahme........................... 47
3.1.1 Transformation und Projektion............................. 47
3.1.2 Abtastung der Szene..................................... 50
3.2 Deterministische Einflüsse....................................... 51
3.2.1 Verschiebungsinvariante, lineare Operatoren................. 51
3.2.2 Andere Operatoren...................................... 55
3.3 Stochastische Einflüsse.......................................... 57
3.4 Vertiefende und weiterführende Literatur........................... 59
Kapitel 4 Orthogonale Funktionstransformationen 63
4.1 Orthogonale Transformationen.................................... 66
4.2 Die
Fourier-Transformation
....................................... 69
4.2.1 Eindimensionale
Fourier-Transformation
.................... 71
4.2.2 Zwaidimensionale
Fourier-Transformation
................... 74
4.2.3 Schnelle Berechnung der
Fourier-Transformation
............. 75
4.2.4
Fourier-Transformation
für Funktionen mit
reellem Definitionsbereich................................ 78
4.2.5 Eigenschaften der
Fourier-Transformation
.................... 78
4.2.6 Konvolution und Korrelation.............................. 83
4.3 Andere orthogonale Funktionstransformationen...................... 88
4.3.1 Kosinustransformation................................... 89
4.3.2
Wavelet-Transformation
.................................. 90
4.4 Vertiefende und weiterführende Literatur........................... 97
Kapitel
5 Rückgewinnung und Restauration von Information 101
5.1 Rückgewinnung der Tiefeninformation............................. 103
5.2 Reduktion von Abtastfehlem..................................... 109
5.2.1
Aliasing
und Anti-Aliasing-Methoden....................... 109
5.2.2 Transformationen und Interpolation......................... 112
5.3 Bildrestauration................................................ 115
5.3.1 Restauration von verschiebungsinvarianten Störungen.......... 115
5.3.2 Restauration von anderen linearen Störungen................. 125
5.4 Vertiefende und weiterführende Literatur........................... 126
Kapitel
б
Bildkompression
ізі
6.1 Reduktion der Signalredundanz................................... 133
6.1.1 Histogramme und Entropie................................ 134
6.1.2 Huffman-Codierung...................................... 136
6.2 Reduktion der räumlichen Redundanz.............................. 137
6.2.1 Lauflängencodierung..................................... 138
6.2.2 RLE auf Bit-Ebenen...................................... 139
6.3 Reduktion der Bedeutungsredundanz.............................. 142
6.3.1 Quantisierung im Ortsraum................................ 143
6.3.2 Quantisierung im Frequenzraum............................ 145
6.4 Vertiefende und weiterführende Literatur........................... 147
Kapitel 7 Bildverbesserung 153
7.1 Pixelbasierte Bildverbesserung.................................... 155
7.1.1 Globaler und lokaler Kontrast.............................. 156
7.1.2 Maximierung der Entropie................................. 159
7.2 Bildverbesserung durch lineare Filterung........................... 164
7.2.1 Rauschunterdrückung durch lineare Filterung................. 164
7.2.2 Generierung von Kantenmerkmalen durch lineare Filterung..... 173
7.3 Nichtlineare Filterung........................................... 185
7.3.1 Rangordnungsfüter....................................... 186
7.3.2 Diffusionsfilter.......................................... 188
7.4 Vertiefende und weiterführende Literatur........................... 192
Kapitel 8 Segmentierung 197
8.1 Histogrammbasierte Segmentierung................................ 200
8.1.1 Schwellenwerte in bimodalen und multimodalen Histogrammen . 200
8.1.2 Störeinflüsse und Schwellenwertbildung..................... 201
8.1.3
Region Labelling
......................................... 204
8.1.4 Nachverarbeitung........................................ 205
8.2 Multiskalenstrategien........................................... 206
8.3 Segmentierung nach Homogenitätskriterien......................... 209
8.3.1 Region
Merging
.......................................... 210
8.3.2 Split-and-Merge......................................... 212
8.3.3 Textur als Homogenitätsmerkmal........................... 213
8.3.4 Texturbasierte Segmentierung.............................. 218
8.4 Segmentierung nach Diskontinuitätskriterien........................ 221
8.4.1
Edge Linking...........................................
221
8.4.2 Der
Canny Edge
Operator................................. 223
8.4.3 Suche nach Nulldurchgängen.............................. 224
8.4.4 Wasserscheidentransformation............................. 225
8.5 Relaxation
Labelling
............................................ 228
8.6 Vertiefende und weiterführende Literatur........................... 233
Kapitel 9 Modellbasierte Segmentierung 239
9.1 Interaktive Suche............................................... 241
9.1.1 Region
Growing
......................................... 242
9.1.2 Interaktive Kantenverfolgung.............................. 244
9.1.3 Optimale Kantenzüge.................................... 246
9.1.4 Markerbasierte Wasserscheidentransformation................ 249
9.2 Vollständige Suche............................................. 250
9.2.1 Template
Matching
...................................... 251
9.2.2
Hough-Transformation...................................
255
9.2.3
Hough-Transformation
für Kreise........................... 258
9.3 Veränderbare Templates......................................... 259
9.3.1 Optimierung durch Gradientenabstieg....................... 261
9.3.2 Physikalisch basierte Punktmodelle......................... 262
9.3.3 Statistische Punktmodelle................................. 265
9.4 Vertiefende und weiterführende Literatur........................... 269
Kapitel 10 Morphologische Operationen 275
10.1 Morphologische Basisoperationen................................. 277
10.1.1 Erosion und Dilatation................................... 277
10.1.2
Opening
und Ciosing..................................... 280
10.2 Operationen zur Bestimmung von Formmerkmalen................... 281
10.2.1 Berechnung des Randes................................... 281
10.2.2 Distanztransformation.................................... 282
10.2.3 Der Hit-or-Miss-Operator.................................. 284
10.2.4 Skelettierung durch morphologische Operationen............. 286
10.3 Vertiefende und weiterführende Literatur........................... 289
Kapitel 11 Einführung in die Klassifikation 293
11.1 Merkmale..................................................... 296
11.1.1 Regionenbasierte Merkmale............................... 297
11.1.2 Formbasierte Merkmale................................... 299
11.2 Einführung in Klassifikationsverfahren............................. 303
11.2.1 Bayes scher
Klassifìkator
.................................. 303
11.2.2 Schätzung von A-Priori-Wahrscheinlichkeit und
Merkmalsverteilungsfunktion.............................. 304
11.2.3 Direkte Schätzung der A-Posteriori-Wahrscheinlichkeit.........
зю
11.2.4 Lineare Entscheidungsfunktion............................ 312
11.2.5 Test des Klassifikators........,........................... 313
11.3
Clustering-Methoden
............................................ 314
11.3.1
Clustering
durch Agglomeration............................ 315
11.3.2
Partitional Clustering
..................................... 316
11.4 Abschließende Bemerkungen und weiterführende Literatur............ 318
Literatur 323
Register 333
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