ISBN 3-528-06431-5 DM78.- 303 pages
1 Bilder, Fenster und Operatoren 1 1.1 Bilder 1 1.1.1 Diskrete Bildkoordinaten 2 1.1.2 Diskrete Bildwerte 5 1.1.3 Mehrkanalige Bilder 6 1.2 Bildausschnitte 12 1.2.1 Fenster 12 1.2.2 Bildfenster 16 1.3 Fensterfunktionen 18 1.3.1 Klassen von Fensterfunktionen 19 1.3.2 Beispiele von Fensterfunktionen 22 1.4 Operatoren 29 2 Grundbegriffe der digitalen Bildverarbeitung 35 2.1 Aufgabenstellungen 36 2.2 Glossar von Grundbegriffen 38 2.3 Beispiele für Bildbearbeitungsaufgaben 62 3 Algorithmische Grundlagen 68 3.1 Algorithmische Effizienz 69 3.2 Bilddaten 76 3.3 Kontrollstrukturen 77 3.3.1 Anzahl der Bildspeicherbereiche 79 3.3.2 Teilprozesse 80 3.3.3 Standard-Kontrollstrukturen 89 3.4 Hilfsfunktionen 93 3.4.1 Prozedur RAN 93 3.4.2 Prozedur RND_NORM 95 3.4.3 Prozedur FREQUENCE 96 3.4.4 Prozedur MAXMIN 97 3.4.5 Prozedur SELECT 98 3.4.6 Prozedur BUBBLESORT 100 3.4.7 Prozedur SHELLSORT 101 3.4.8 Prozedur MERGESORT 102 3.4.9 Prozedur BUCKETSORT 103 3.4.10 Prozedur FFT 104 4 Koordinatentransformationen und geometrische Operatoren 108 4.1 Eineindeutige Koordinatentransformationen 108 4.1.1 Bildspiegelung 110 4.1.2 Bildverschiebung 111 4.1.3 Bilddrehung um 90¡ 113 4.2 Verkleinerung und Vergrösserung 114 4.2.1 Bildverkleinerung auf einen Quadranten 115 4.2.2 Bildvergrösserung um den Faktor 2 117 4.2.3 Pyramide 118 4.3 Affine Transformationen 122 5 Grauwerttransformationen und Punktoperatoren 125 5.1 Grauwerttransformationen 125 5.1.1 Amplitudenskalierung in einem Bildbereich 125 5.1.2 Streckung der Grauwertskala 127 5.1.3 Transformation der Grauwertkennlinie 128 5.1.4 Egalisierung des Grauwerthistogramms 130 5.2 Erzeugung von gestörten Bildern 132 5.2.1 Störung durch Punktrauschen 133 5.2.2 Erzeugung von verrauschten Bildern 134 5.3 Binarisierung von Grauwertbildern 136 5.3.1 Binarisierung mit Hysterese 136 5.3.2 Rekursives Binarisierungsverfahren 139 5.4 Punktweise Verknüpfungen von zwei Bildern 141 5.4.1 Synthetische Hintergrundkompensation 141 5.4.2 Stückweise lineare Hintergrundkompensation 142 5.4.3 Operationen mit zwei Bildern 146 5.4.4. Mehrkanalbilder 148 5.5 Mehrschwellenverfahren zur Segmentierung 151 5.5.1 Erzeugung eines Äquidensitenbildes 151 5.5.2 Mehrschwellenverfahren mittels Histogramm-Extrema 153 5.5.3 Schwellenbestimmung nach einem stückweise linearen Modell der Grauwertfunktion 157 6 Fensterfunktionen und lokale Operatoren 164 6.1 Glättung und Rauschunterdrückung 164 6.1.1 Lineare Faltung mit beliebigem Faltungskern 165 6.1.2 Glättung mit einem separierten Spalttiefpass 168 6.1.3 Glättungsfilter mit Binomialkoeffizienten 172 6.1.4 Glättung in einer ausgesuchten Nachbarschaft 175 6.1.5 Tilgung kleiner Objekte in Zweipegelbildern 176 6.2 Kantenextraktion 178 6.2.1 Einseitiger Kantenoperator 179 6.2.2 Klassische Kantenoperatoren 180 6.2.3 Morphologischer Kantenoperator 184 6.2.4 Laplacian-of-Gaussian-Filter 186 6.3 Erhöhung der Bildschärfe und Texturhervorhebung 193 6.3.1 Extremwertoperator 193 6.3.2 "Unsharp masking" und Binarisierung mit gleitender Schwelle 196 6.3.3 "Inverse contrast ratio mapping" 199 6.4 Regionenbildung und Bildnäherung 201 6.4.1 Agglomerationsoperator 201 6.4.2 Konkavitätsauffüllung bei Grauwertbildern 205 6.4.3 Hervorhebung des Mode 208 6.5 Rangordnungsoperatoren 212 6.5.1 Medianfilterung und nichtlineare Erhöhung der Bildschärfe 212 6.5.2 Minimum und Maximum (Erosion und Dilatation) 215 6.5.3 Rangordnungsoperator mit konstantem Rang 219 6.5.4 Max/min-Medianfilter zur Bildverbesserung 221 6.5.5 Varianten des Medianoperators 223 6.5.6 Allgemeiner Rangordnungsoperator in einem 3 x 3-Fenster 226 6.5.7 Rangordnungsoperator mit adaptiver Richtungsabhängigkeit 228 6.5.8 Rangordnungstransformation (lokale Kontraststreckung) 234 6.6 Operatoren zur Filterung linienhafter Muster 236 6.6.1 Linienextraktion 237 6.6.2 Unterdrückung linienhafter Störmuster 239 7 Globale Operatoren 242 7.1 Topologische Operatoren 242 7.1.1 Komponentenmarkierung 243 7.1.2 Skelettierung 247 7.2 Geometrische Konstruktionen 254 7.2.1 Konturverfolgung 254 7.2.2 Voronoi-Diagramm 263 7.2.3 Delaunay-Triangulation und Voronoi-Diagramm 275 7.3 Signaltheoretische Operatoren 280 7.3.1 Fourier-Transformation 281 7.3.2 Inverse Fourier-Transformation für Filterungen 284 7.3.3 Spektrum 287 Literatur 290 Sachwortverzeichnis 297