Filter-o-ramasiehe auch: http://de.wikipedia.org/wiki/Digitale_Bildverarbeitung |
Farbcodierung:
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Box-Filter (Mittelwert-Filter)einfacher 3x3 Filter, linearZweck: Glätten des Signals, Rauschunterdrückung Konstruktion: Nachteil: dämpft an einigen Stellen gar nicht! (s.Spektrum, FT des Filters ist die sinc-Funktion)
Normierung durch Multiplikation mit 1/9 |
Gauss Filter*,**linearZweck: Glätten des Signals, Rauschunterdrückung Konstruktion: mit der Funktion g(x,σ) = exp^-(x^2/2σ^2) besser: filtert die hohen Frequenz komplett heraus
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Binomial FilterlinearZweck: Glätten des Signals Konstruktion: "Binomialgenerator"
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Median FilterZweck: Glätten des Signals, insbesondere Beseitigen von Impulsrauschen (Salt & Pepper)Maske (Strukturierendes Element) beliebig Vorteil: Kontraste bleiben (besser) erhalten, Impulsrauschen Algorithmus: Sortieren der Eingangswerte, Ersetzen nach Vorschrift: Median (auch: min, max) Unterschied zu lin. Filtern: keine Modellierung durch Faltung möglich |
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DifferentialmaskeZweck: Kontrastdetektion (durch Hervorheben von Kontrasten)Konstruktion: Nachteil: störungsanfällig (s. durch differenzieren verstärktes additives Rauschen) Vorwärts-/Rückwärts-Differenz:
Zentraldifferenz (Vorteil: geringeres Restglied d. Taylorreihe):
2. Ableitung:
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des
weiteren gibt es noch fest
orientierte Kantendetektoren, wie z.B. den Kirsch-Operator
(8 mal 3x3) oder Nevatia Babu
(6 mal 5x5) die die
maximale Antwort der einzelnen Richtungsmasken zurückgeben. Funktion: max arg(max[K0(),..., K7()]) |
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Roberts Kreuz OperatorKonstruktion: Ausschnitt aus einer geglätteten VorwärtsdifferenzenmaskeFunktion: Gradienten über Kreuz berechnen und Maximum wählen
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PrewittZweck: KontrastdetektionKonstruktion: 1. Ableitung, gewichtete Differentialmaske besser: Rauschunterdrückung
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SobelZweck: Kontrastdetektion, Detektieren von 1-dimensionalen GrauwertstrukturenKonstruktion: 1. Ableitung, distanzabhängige Binomialgewichtung orthogonal zur Kontrastrichtung(?) besser: ???
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LaplaceZweck: KontrastdetektionKonstruktion: fxx + fyy
Bemerkung: 2. Ableitung noch störungsanfälliger, deshalb (a) Laplace mit Binomialmaske (distanzabhängige Gewichtung) orthogonal zum Kontrast
(2) Kombination mit Gauss-Glättungsmaske → LoG (Laplacian of Gaussian) |
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CannyZweck: 1-dim. Kontrastdetektionbesser: 1 Pixel breite Linien (gut für Konturbeschreibung), nur markante Kontraste Algorithmus: Sobel-Operator, Nonmax. Suppression, Hysteresis Thresholding Nachteil: hoher Berechnungsaufwand |
zur
Liniendetektion: Linien können im
Graustufen-Höhenbild als lokale Maxima bzw. Minima betrachtet
werden. Lokales Max. → Nulldurchg. in 1. Ableitung → < 0 in 2. Ableitung Lokales Min. → Nulldurchg. in 1. Ableitung → > 0 in 2. Ableitung Deshalb die 2. Ableitung (Min. = dunkle Linie, Max. = helle Linie). -1,2-1 für dunkle Linien, 1,-2,1 für helle Linien Maskengröße ist abhängig von d. Linienbreite. 1 Pixel breite Linien → 3x3 Maske |
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MoravecBemerkung: helleres/dunkleres Bild beeinflusst den Schwellwert! |
StrukturtensorBemerkung: helleres/dunkleres Bild beeinflusst die Eigenwerte, hat allerdings nur einen Einfluß, wenn λ2 alleine betrachtet wird. |
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Houghglobale Operation, Votierungsverfahrenkann als Pattern Matching angesehen werden Vorteile: Kann gut mit Verdeckungen umgehen, robustes Verhalten gegenüber Rauschen |