Image Processing Reference
In-Depth Information
Abbildung 1.4.
Bei schlechten Lichtverhältnissen entstehen verrauschte Bilder. Links: Fotoaufnahme bei wenig
Licht. Rechts: Verlauf der Grauwerte entlang der eingezeichneten Linie.
1.2 Grundaufgaben der Bildverarbeitung
Viele Aufgaben der Bildverarbeitung lassen sich auf einige Grundaufgaben zurückfüh-
ren. In diesem Abschnitt werden einige dieser klassischen Grundaufgaben vorgestellt.
In den weiteren Kapiteln des Buches werden verschiedene Werkzeuge vorgestellt, mit
denen diese Aufgaben gelöst werden können. Für eine tatsächliche Anwendung in der
Praxis sind meist mehrere Aufgaben zu lösen und es müssen verschiedene Werkzeuge
kombiniert und oft auch angepasst werden.
Entrauschen (De-noising):
Digitale Bilder enthalten fehlerhafte Information. Auch mo-
derne Kameras mit einer Auflösung von vielen Megapixeln produzieren ver-
rauschte Bilder, siehe zum Beispiel Abbildung 1.4; es ist typischerweise so, dass
eine Erhöhung der Auflösung technisch auch eine Erhöhung des Rauschens nach
sich zieht. Der Chip in der Kamera ermittelt die Helligkeitsinformation aus der
Anzahl der eingefangenen Photonen. Da die Emission von Photonen ein zufäl-
liger Prozess ist, muss auch die Messung durch eine Zufallsvariable modelliert
werden und ist somit mit einem Fehler behaftet, also verrauscht. Das Auftreten
von Rauschen ist ein intrinsisches Problem der Bildverarbeitung. Die Aufgaben-
stellung lautet:
•
Identifiziere und entferne das Rauschen und erhalte gleichzeitig die wichti-
gen Informationen und Strukturen.
Für das menschliche Auge stellt Rauschen kein großes Problem dar. Wir können
Bilder auch mit sehr schlechten Verhältnis zwischen Rauschen und Bild gut er-
kennen und analysieren. Für Maschinen beziehungsweise Computer ist das nicht
der Fall. Für das Entrauschen ist es hilfreich, wenn man ein gutes Modell für das
Rauschen und für das Bild gibt. Annahmen können zum Beispiel sein:
•
Das Rauschen ist additiv.
•
Das Rauschen ist pixelweise unabhängig und folgt einer gewissen Vertei-
lung.
