Bilderkennung (Protokoll

4.12.2008
-Bild in SW wandeln als "Maske", dann Arithmetisch zum Farbbild addieren.
Übrig bleiben nur relevante Bereiche. Wie haben wir das gemacht ??

1. Aufteilen in Einzelfarben
2. Bild nur mit Blaukomponenten verwenden
3. Schwellwert anwenden -> Schwarz/Weiß-Bild (Process->Threshold->Manual)
4. Bild in RGB-wandeln (Image->Colorspace->RGB)
5. Nun habe ich sozusagen eine Schablone fuer die Blueten erstellt
6. Ein logisches verknuepfen des Originalbildes mit der Schablone durch ein AND
erzeugt ein Bild in dem nur die Blueten zu sehen sind.(Process->logic->And)

Farb und SW-Bild durch logisches AND verknuepfen:

Farbbild 1 SW-Bild 2
------------- -------------
|RGB| |RGB| |RGB|...|RGB|
------------- -------------
| | | | | | | |
------------- -------------
|RGB| | | |RGB| | |
------------- -------------

RGB Werte des Farbbildes koennen alle Farben (kompl. Fabpallette) beinhalten
RGB Werte des SW-Bildes bestehen nur aus Weiß (RGB->FF FF FF) oder Schwarz (RGB->00 00 00)

Farbbild 1 AND SW-Bild 2: RGB1 AND FF FF FF -> RGB1 ( Farbe AND Weiss = Farbe)
oder RGB1 AND 00 00 00 -> 00 00 00 ( Farbe AND Schwarz = Schwarz)


Interlace Split FEHLT NOCH !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
erode & shrink -> noise eleminieren

Filter
------
Was möchte ich durch den Einsatz von Filtern erreichen:
Filter sind Verfahren zur Extraktion von Information aus den Ursprungsdaten: z. B.
Bewegungsbestimmung, Bildsegmentierung, Bilderkennung und Mustererkennung.
Die Operationen, die ein Eingangsbild mit Hilfe einer mathematischen Abbildung in ein
Ausgabebild überführen, heißen Filter.
(Quelle:http://de.wikipedia.org/wiki/Bildverarbeitung)

Erst mal einige Begriffe:
Convolution: Veraendern von Pixeln in Abhaengigkeit von Nachbarpixel
Correlation: auffinden von bekanten Mustern
Hochpass: laesst hohe Frequenzen passieren -> Kantenhervorhebung z.B. sobel-Filter
Tiefpass: laesst tiefe Frequenzen passieren -> Glättung z.B. Gauß-Filter
Filter (Hochpass, Tiefpass) unterscheiden sich in der Gewichtung der Nachbarpixel
Für die folgenden Erläuterungen wurden ein Bild mit Gitterlinien und Punkten erstellt
( siehe http://elearning.fh-frankfurt.de/course/view.php?id=148:Bild Gitter und Punkte)

Sobel-Filter (Imlab:Process->Filter Convolve Kernel->Sobel)
Filter zur Kantenhervorhebung
-------------
| 1 | 2 | 1 | Matrix eines Sobel Filters ( Convolution Kernel )
-------------
| 0 | | 0 | M1
-------------
|-1 |-2 |-1 |
-------------

Anwendung Sobel-Filter M1 auf Gitterlinien-Punkte-Bild
Ergebniss: Vertikale Linien werden gefiltert, nicht mehr sichtbar
Horizontale Linien bleiben sichtbar ( unverändert !?!)
Punkte werden optisch horizontal gestreckt.

-------------
| 1 | 0 |-1 | Matrix des um 90Grad nach links gedrehten
-------------
| 2 | 0 | -2 | Sobel Filters
-------------
| 1 | 0 |-1 | M2
-------------

Sobel -FilterM1 auf Gitterlinien-Punkte-Bild anwenden
Sobel-Filter M2 auf Gitterlinien-Punkte-Bild anwenden
Sobel-Filter M1 um 90Grad nach rechts gedreht auf Gitterlinien-Punkte-Bild anwenden
Ergebniss: Sobel Operation legt Rahmen um Kanten

Prewitt-Filter (Imlab:Process->Filter Convolve Kernel->Prewitt)
Vertikale Signale werden " mehr" gefiltert.
-------------
| 1 | 1 | 1 | Matrix eines Prewitt Filters ( Convolution Kernel )
-------------
| 0 | 0 | 0 | M3
-------------
|-1 |-1 |-1 |
-------------

Gauss-Filter
(Imlab:Process->Filter Convolve Kernel->gaussian)
-------------
| 1 | 2 | 1 | Matrix eines 3 x 3 Gauss Filters ( Convolution Kernel )
-------------
| 2 | 4 | 4 | M4
-------------
| 1 | 2 | 1 |
-------------

Wie wird gefiltert
Eine Sobel-Filter (M1:3 x 3 Pixel) wird über ein Raster/Pixel-Bilde"geschoben"

Ausgangsbild
--------------
| 1 | 2 | 2 | 1 |
-------------
| 3 | 0 | 0 | 1 |
--------------
| 1 | 2 | 1 | 1 |
--------------
| 2 | 1 | 3 | 1 |
--------------

Ergebnis
-------------
| 1 | 2 | 2 | 1 | A=1x1+2x2+1x2-1x1-2x2-1x1=1
-------------- B=1x2+2x2+1x1-1x2-2x1-1x1=2
| 3 | A | B | 1 | C=1x3+2x1+1x2-1x2-2x1-1x3=0
-------------- usw.
| 1 | C | D | 1 |
--------------
| 2 | 1 | 3 | 1 |
--------------


Ob die Raendwerte veraendert werden haengt davon ab man den Filter von einer Seite in das Bildreinlaufen laesst, oder ob ich im Bild links ober beginne !!

Was bedeutet ein negativer Wert Ergebnisbild???????

Eindimensionale Filterung:

Sobel Filter
Kantenanhebung

Signal 1 1 1 3 3 1 1

Filter 1 -1 ->

Ergebnis -1 0 0 -2 0 2 0


Gauss Filter Tiefpass
Glaettung

Signal 1 1 1 3 3 1 1

Filter 1 2 1 ->

Ergebnis 1 3 4 6 9 10 6


Mathematische Darstellung
Pixelbild Convolutionsmatrix oder Kernelmatrix oder Filtermatrix
|| ||
\/ \/

f(x,y) * g(x,y) = f'(x,Y) * = Convolution

||
\/

F(x,y) x G(x,y) = F'(x,y) x = Multiplikation

/\ /\
|| ||

Frequenzen x Filter