Graphische Datenverarbeitung (Vorlesung 13)

Skript-Anfang	Bildbearbeitung – Seite 77
Skript-Ende	Kompression – Seite 21

Rangfolgeoperatoren

Mögliche Operationen:

• Erosion = Kleinster Wert g₀ = ganz links
• Dilatation = Größter Wert g₈ = ganz rechts
• Median = Wert in der Mitte g₄ = Stellen / 2 + 0.5

Medianoperator

• Glättet das Bild
• Kanten bleiben hart
• Pixelfehler verfallen
• Feine Linien verschwinden

Beispiel

99	99	99	xxx
99	99	144	xxx
99	99	144	xxx
xxx	xxx	xxx	xxx

Ergebnis:

• N₈ mit 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 144, 144 (Aufsteigend sortiert!)
• Erosion → 99
• Dilatation → 144
• Median → 99

Klausur

Schwerpunkte:

1. Bildbearbeitung und Bildverarbeitung
2. Farbe
3. Szenengraph

Hinweise:

• Ein Bild wird bei seiner Initialisierung an allen Stellen mit Schwarz belegt (Alle Pixel mit Wert 0)
• Da die Klausur auf Papier gedruckt ist, sind diese Stellen weiß!
• Zusammenhangskomponente:
  • Rekursiver Algorithmus kommt dran
  • Segmente müssen beschriftet werden
  • Frage: Wie viele Segmente sind maximal möglich?

Biniarisierung des Bildes

• Von Rechts nach Links das Histogramm betrachten
• Schwellwert beim Ersten Minimum setzen → Liefert eine Resistenz gegen Tag und Nacht bzw. Unterschiede in der Helligkeit
• Wie unterscheidet man die Position der Pfeile? → Wir zählen die absolute Anzahl der Pixel jedes Pfeils → Mehr Pixel = näher
• Opening (n mal Erosion + n mal Dilatation) → Es entstehen Lücken, lokale Störungen werden durch helle Bildpunkte unterdrückt und kleine Strukturen ausgefiltert
• Closing (n mal Dilatation + n mal Erosion) → Die Lücken werden wieder kleiner, Einschlüsse verschwinden und Größe wird korrigiert

Zusammenhangskomponente (ZHK )

• Wenn Vordergrund mit N4 ermittelt wird, muss Hintergrund mit N8 ermittelt werden → „Inselmetapher“
• Wenn Vordergrund mit N8 ermittelt wird, muss Hintergrund mit N4 ermittelt werden → „Inselmetapher“
• Marke = Kennzeichnung zu Segment ein Pixel gehört

Ablauf:

• Ich gehe Zeilenweise und Pixelweise von links nach rechts, von oben nach unten
• Ich setze Pixelweise meine Marke auf Pixel im Vordergrund, basierend darauf, ob ich nach N₄ oder N₈ einen Berührungspunkt mit einem Segment habe
• Wenn kein Segment berührt wird, wird ein neues Segment verwendet
• Bei Konflikten kommt es auf die Programmierung drauf an wie die Segmente verteilt werden (Nachprüfung)
• Pixel mit Konflikten kommen deshalb in eine extra Liste

Gamma-Kurve

• Positiver Exponent = „Bauch“ ist oben
• Negativer Positiv = „Bauch“ ist unten
• Reale Grauwerte → haben im 1/4 der Funktion eine hohe Steigung
• γ > 1 = Mehr Kontrast (Aufhellen)
• γ < 1 = Weniger Kontrast (Abdunkeln)

Kompression

• Kompressionsverfahren werden eingesetzt um Speicherplatz einzusparen oder um die Übertragungszeit von Daten zwischen zwei Computern (oder Teilnehmern) zu verkürzen
• Die Wahl des richtigen Algorithmus bzw. Verfahren wichtig und auf den Datentyp und Informationsgehalt abzustimmen
• Mit einem ungünstigen Verfahren können Daten sogar größer werden

Symmetrie:

• Bezieht sich auf die Dauer für Komprimieren und Dekomprimieren
• Dauer gleich lang = symmetrisch
• Dauer nicht gleich lang = asymmetrisch

RLE

• Verlustfrei
• Rundanzreduzierend
• Eindimensional
• Symmetrisch
• Summiert aufeinanderfolgende gleichfarbige Pixel und schreibt deren Häufigkeit anstelle einer Wiederholung auf

LZW

• Verlustfrei
• Redundanzreduzierend
• Symmetrisch
• Eindimensional
• Bildet Referenzen zu „Mustern„
• Geeignete Bilder: Bilder mit großen gleichartigen Bereichen und Mustern → Die Effizienz ist abhängig vom Bild