Industrielle Bildverarbeitung (Wintersemester 2007/2008)

Dozent: Prof. Dr. Matthias O. Franz
Vorlesung: Mittwoch, 14:00-15:30, Hörsaal F022
Übungen: Mittwoch, 9:45-11:15 bzw. 15:30-17:00, Labor F033
Offizielle Vorlesungsseite: Modulseiten Fakultät für Informatik

Die Vorlesung führt in die Grundlagen der digitalen Bildverarbeitung ein. Dabei werden zunächst Fragen der Bildaufnahme, Digitalisierung und Bildsensorik behandelt. Die theoretische Grundlage bildet die diskrete Fouriertransformation, für die im Laufe der Vorlesung ein intuitives Verständnis erarbeitet wird. Auf dieser Grundlage werden die klassischen Bildverarbeitungsoperationen besprochen, d.h. Filterung, Punktoperatoren, morphologische Filter, regionenbasierte Verfahren und Interest-Point-Operatoren. Mit diesen Verfahren können bereits komplexere Fragestellungen angegangen werden, wie z.B. Detektion von einfachen Kurven, Texturanalyse und Bildvergleiche. In den Übungen werden die besprochenen Verfahren mit Hilfe des einfach zu bedienenden Programmpaketes WIT umgesetzt und an konkreten industriellen und nichtindustriellen Bildverarbeitungsproblem getestet.

Ziele:

Voraussetzung:

Vorherige oder nachfolgende Teilnahme an der Vorlesung Mustererkennung und Klassifikation. Die Prüfung erfolgt gemeinsam für beide Vorlesungen. Im Rahmen des Masterprogrammes besteht die Möglichkeit, an einer Folgeveranstaltung teilzunehmen, bei der der Stoff in Richtung Computer Vision (Rechnersehen) erweitert wird, z.B. Rekonstruktion von dreidimensionalen Merkmalen aus Bildern, Bewegungsanalyse, und Tracking.

Vorlesungsplan

Datum, Titel Themen Material
10.10.2007
Einleitung




  • Übersicht
  • Einführung in die industrielle Bildverarbeitung
  • Bildentstehung

17.10.2007
Digitale Bilder
  • Diskretisierung der Amplitude
  • Digitalisierung der Bildfläche
  • Beschreibung von Bildern
  • Speicherung von Bildern
24.10.2007
Punktoperationen
  • Histogramme
  • Punktoperationen
  • Histogrammausgleich
31.10.2007
Punktoperationen II, Einführung in Filterung
  • Histogrammanpassung
  • Gammakorrektur
  • Einführung in Filterung
07.11.2007
Filter
  • Lineare Filter
  • Formale Eigenschaften linearer Filter
  • Nichtlineare Filter
14.11.2007
Konturen und Kanten
  • Kanten und Gradienten
  • Filter zur Kantendetektion
  • Kantenschärfung
21.11.2007
Detektion von Eckpunkten und einfachen Kurven
  • Detektion von Eckpunkten
  • Hough-Transformation für Geraden
  • Hough-Transformation für Kreise
28.11.2007
Morphologische Filterung
  • Morphologische Filter
  • Morphologische Grundoperationen
  • Morphologische Filter für Grauwertbilder
05.12.2007
Regionenbasierte Verfahren
  • Auffinden von Bildregionen
  • Konturen von Regionen
  • Repräsentation binärer Bildregionen
12.12.2007
Merkmale von Bildregionen, Einführung in Spektraltechniken
  • Geometrische Eigenschaften binärer Bildregionen
  • Statistische Eigenschaften binärer Bildregionen
  • Fouriertransformation
19.12.2007
Spektraltechniken
  • Diskrete Signale
  • Diskrete Fouriertransformation
  • Zweidimensionale Fouriertransformation
09.01.2007
2D-Fourieranalyse, Farbräume
  • Diskrete 2D-Fouriertransformation
  • Windowing
  • Beispiele und Anwendungen
  • RGB- und HSV-Farbraum
16.01.2008
Farbräume
  • RGB- und HSV-Farbraum
  • Technische Farbräume
  • Kolorimetrische Farbräume
23.01.2008
Texturen
  • Farbquantisierung
  • Texturen und ihre Anwendungen
  • Texturanalyse durch Filterbänke
  • Statistiken von Bildmerkmalen