Bildrestauration

Im Rahmen der Verfahren zur Bildrestauration richtet sich unsere Aufmerksamkeit vor allem auf statistische Lösungsansätze, insbesondere Bayes'sche Schätzverfahren mit verschiedenen Varianten der Regularisierung durch freiheitsgradreduzierte Bildbeschreibungen, wie z.B. das pixonen® basierte Bildmodell.

Jedem Restaurationsalgorithmus liegt ein Modell zur Bildformation zugrunde, dass eine Vorstellung darüber beinhaltet, wie die vorliegenden Messdaten zustande gekommen sind. Dieses Modell umfasst alle wesentlichen Einflüsse bei der Abbildung des unbekannten Originals zu den vorliegenden orts- und wertdiskreten, gestörten Messdaten. Die determinierbaren Einflüsse werden hierbei durch eine ortsinvariante Punktverwaschungsfunktion (PSF) zusammengefasst. Alle übrigen Bildinhalte werden als das Ergebnis eines stochastischen Prozesses modelliert. Die Güte der Modellierung und das Einbeziehen von wesentlichen Randbedingungen in das verwendete Verfahren sind für die erzielbare Ergebnisqualität entscheidend.

Ein Anwendungsgebiet ist die Restauration von gescannten Fotoplatten astronomischer Himmelsüberwachungsaufnahmen der Sternwarte Sonneberg.

Im Gegensatz zur direkten optischen Abbildung auf CCD-Sensoren sind die digitalisierten Plattenscans das Ergebnis einer zweistufigen Abbildung. Hierbei erfolgt zunächst die optische Abbildung auf die Fotoplatte und darauf folgend die ortsdiskrete Abtastung durch einen Plattenscanner. Dies macht es notwendig, neben dem Einfluss der Instrumentenoptik auch die nichtlinearen Eigenschaften der photographischen Abbildung (Sensitometrie) sowie die relevanten Eigenschaften des Scanners in die Modellierung einzubeziehen.

Weitere Anwendungsbereiche sind überall dort, wo stark gestörtes, unvollständiges Bildmaterial vorliegt und die notwendige Verfahrenslaufzeit in Hinblick auf das erzielbare hochqualitative Ergebniss toleriert werden kann. An erster Stelle ist hierbei der Einsatz in der bildgebenden Medizin zu nennen.

Teilbildausschnitt der Spiralgalaxy M31 (mit freundlicher Genehmigung der Sternwarte Sonneberg) in einem Plattenbereich mit starkem Astigmatismus	Restaurierter Teilbildausschnitt mit iterativem pixonenbasiertem Ansatz unter Einbeziehung der sensitometrischen Eigenschaften der Filmemulsion
Bildausschnitt der Spiralgalaxy M31 inklusive der Begleitgalaxien M32 und M110 in einem Plattenbereich mit starkem Astigmatismus (Konturdarstellung)	Restaurierter Bildausschnitt (Konturdarstellung)

Veröffentlichungen