Digitale Bildsignalverarbeitung: Grundlagen, Verfahren, Beispiele

ISBN-13: 9783540135869 / Niemiecki / Miękka / 1984 / 191 str.

Friedrich Wahl

Opis

Mit dem vorliegenden Buch soli eine Einfuhrung in die digitale Bildverarbeitung gege ben werden. Hierbei werden gemiii3 der allgemeinen Themenstellung der vorliegenden Buchreihe insbesondere die signalorientierten Aspekte der Bildverarbeitungin den Vor dergrund gestellt. Den besonderen Reiz der Bildverarbeitung sehe ich in dem inter essanten Zusammenwirken von intuitiven und theoretischen Losungsansiitzen, die jeweils durch "anschauliche" Experimente evaluierbar sind. Entsprechend wird in der vorliegenden Darstellungversucht, insbesondere anhand von zahlreichen Simulations beispielen ein Verstiindnis dieses jungen, an Bedeutung zunehmenden Gebietes beim Leser zu erreichen. Zum Verstiindnis des Buches sind aui3er Kenntnissen der Mathema tik, wie sie etwa in ingenieurwissenschaftlichen Studiengiingen vermittelt werden, Grundkenntnisse der linearen Systemtheorie bzw. Signalverarbeitung und Grund kenntnisse der Wahrscheinlichkeitsrechnung vorteilhaft. Das Material des vorliegenden Buches wurde zum griii3ten Teil wiihrend meinerwissen schaftlichen Tiitigkeit am Lehrstuhl fur Nachrichtentechnik derTechnischen Universi tiit in Miinchen erarbeitet. Meinen herzlichen Dank miichte ich an dieser Stelle Herrn Prof. Dr. H. Marko aussprechen, der dieses Buch anregte, in groi3ziigiger Art unter stiitzte und durch zahlreiche Ratschliige fiirderte. Besonderen Dank gebiihrt auch meinen friiheren und jetzigen Kollegen fur viele Diskussionen und Anregungen zur behandelten Problematik. Meinen zahlreichen friiheren Studenten verdanke ich nicht nur einen Groi3teil der Illustrationen, sondem auch sehr viel Spai3 beim gemeinsamen Experimentieren und Suchen nach Liisungen wiihrend der letzten Jahre. Schliei3lich sei der Deutschen Forschungsgemeinschaft fur ihre finanzielle Unterstiitzung gedankt."

Spis treści

1 Einführung.- 2 Grundlagen Zweidimensionaler Signale und Systeme.- 2.1 Systemtheorie zweidimensionaler kontinuierlicher Signale.- 2.1.1 Die zweidimensionale kontinuierliche Fouriertransformation..- 2.1.2 Wichtige Eigenschaften der zweidimensionalen Fouriertransformation.- 2.1.3 Einige spezielle Signale und ihre Fouriertransformation.- 2.2 Diskretisierung von Bildsignalen und Bilddarstellung..- 2.2.1 Idealisierte zweidimensionale Abtastung.- 2.2.2 Abtastung im endlichen Intervall mit endlicher Apertur..- 2.2.3 Die Abtastung stochastischer Bildsignale.- 2.2.4 Anmerkungen zur Bilddarstellung.- 2.3 Zweidimensionale diskrete Transformationen und Systeme.- 2.3.1 Die diskrete Fouriertransformation.- 2.3.2 Eigenschaften der diskreten Fouriertransformation.- 2.3.3 Anmerkungen zur diskreten Fouriertransformation von Bildsignalen.- 2.3.4 Der schnelle Fouriertransformationsalgorithmus.- 2.3.5 Verallgemeinerte Formulierung von Bildtransformationen.- 2.3.6 Die Kaxhunen-Loeve-Transformation.- 2.3.7 Anmerkungen zur Realisierung linearer Systeme.- 3 Bildverbesserungsverfahren.- 3.1 Punktoperatoren.- 3.1.1 Kompensation von nichtlinearen Kennlinien.- 3.1.2 Interaktives Arbeiten mit Punktoperatoren.- 3.1.3 Automatisiertes Einstellen von Intensitätstransformationskennlinien.- 3.1.4 Kompensation örtlich variierender Beleuchtungseinflüsse und Sensorempfindlichkeiten.- 3.2 Lokale Operationen im Ortsbereich.- 3.2.1 Lineare Glättungsoperatoren.- 3.2.2 Medianfilter.- 3.2.3 Signaladaptive Glättungsoperatoren.- 3.2.4 Bildverschärfungsoperatoren.- 3.3 Bildverbesserung im Ortsfrequenzbereich.- 3.3.1 Lineare Tiefpaßfilter.- 3.3.2 Nichtlineare Pruningfilter.- 3.3.3 Homomorphe Bildfilterung.- 4 Bildrestaurationsverfahren.- 4.1 Ein einfaches Signalmodell zur Bilddegradation.- 4.2 Inverse Bildfilterung.- 4.3 Optimale Constrained-Filter.- 4.4 Stochastische Bildrestauration (Wienerfilter).- 4.5 Ortsvariante Bildrestauration.- 4.5.1 Ortsvariante Bildrestauration mit Hilfe von Koordinatentransformationen.- 4.5.2 Ortsvariante rekursive Bildrestauration mit Filtertabellen.- 5 Segmentierung.- 5.1 Bereichsorientierte Verfahren.- 5.1.1 Einfache Schwellwertverfahren.- 5.1.2 Optimale Schwellwertverfahren.- 5.1.3 Bereichswachstumsverfahren.- 5.2 Kantenorientierte Verfahren.- 5.2.1 Lokale Gradientenoperatoren.- 5.2.2 Intensitätsgewichtete Gradientenverfahren.- 5.2.3 Kantendetektion mit Hilfe von Modellkanten.- 5.2.4 Konturverfolgung.- 6 Signalorientierte Bildanalyse.- 6.1 Etikettierung von Bildpunkten.- 6.2 Einfache Merkmale von Binärobjekten.- 6.3 Fourierdarstellung von Objektkonturen.- 6.4 Bilddarstellung durch Momente.- 6.5 Detektionsfilter.- 6.6 Bildanalyse mit lokalen Leistungsspektren.- 6.7 Bildanalyse mit Grauwertübergangsmatrizen.- Anhang: Hankeltransformation.