Technische Universität Ilmenau

Grundlagen der Farbbildverarbeitung (Bildverarbeitung 2) - Modultafeln der TU Ilmenau

Die Modultafeln sind ein Informationsangebot zu den Studiengängen der TU Ilmenau.

Die rechtsverbindlichen Studienpläne entnehmen Sie bitte den jeweiligen Studien- und Prüfungsordnungen (Anlage Studienplan).

Alle Angaben zu geplanten Lehrveranstaltungen finden Sie im elektronischen Vorlesungsverzeichnis.

Informationen und Handreichungen zur Pflege von Modulbeschreibungen durch die Modulverantwortlichen finden Sie unter Modulpflege.

Hinweise zu fehlenden oder fehlerhaften Modulbeschreibungen senden Sie bitte direkt an modulkatalog@tu-ilmenau.de.

Modulinformationen zu Modulnummer 237 - allgemeine Informationen
Modulnummer237
FakultätFakultät für Maschinenbau
Fachgebietsnummer2362 (Qualitätssicherung und Industrielle Bildverarbeitung)
Modulverantwortliche(r) Dr. Rico Nestler
SpracheDeutsch
TurnusSommersemester
Vorkenntnisse

Gute Kenntnisse in Physik, Mathematik sowie Informations- bzw. Nachrichtentechnik sind hilfreich.

Vorlesungen zu Systemtheorie, Signalen & Systemen sowie sehr empfohlen

Grundlagen der Bildverarbeitung und Mustererkennung (Bildverarbeitung 1)

Lernergebnisse und erworbene Kompetenzen

Der Studierende erhält einen umfassenden Überblick zu den Besonderheiten der Verarbeitung digitaler Farbbilder im Rahmen von technischen Erkennungsaufgaben. Neben dem rein informatischen Aspekten der Bildverarbeitung werden dem Studenten wichtige Zusammenhänge zum Entstehen und zur technischen Beschreibung des Farbphänomens und der technischen Erfassung in Form digitaler Farbbilder vermittelt. Im Ergebnis ist der Kursteilnehmer in der Lage, klassische Verarbeitungsketten zur Lösung bildbasierter Erkennungsaufgaben zu verstehen und zu gestalten, Teilaspekte von Verarbeitungslösungen richtig einzuordnen und umzusetzen sowie sich begrifflich sicher in diesem interdiziplinären Wissensgebiet zu bewegen. Für das Verständnis aktueller Anwendungsgebiete auf diesem Gebiet, wie multispektrale Bilderfassung und Bildsignalverarbeitung, werden beste Vorraussetzungen geschaffen. Aufbauend auf den in der Vorlesung vermittelten Inhalten kann der Studierende das erworbene Wissen in weiterführenden Veranstaltungen des Bachelor- und Masterstudiums, z.B.

sowie externen Veranstaltungen zur angewandten Bildverarbeitung und bildbasierten Mustererkennung / künstlichen Intelligenz an der TU Ilmenau weiter auszubauen und zu spezialisieren.

Inhalt

Gegenstand der Vorlesung Grundlagen der Farbbildverarbeitung (Bildverarbeitung 2) sind Methoden zur Lösung von bildbasierten Erkennungsproblemen in technischen Systemen mit Farbkameras oder mehrkanaligen bildgebenden Systemen. Erkennungsaufgaben mit kamerabasierten (sehenden) technischen Systemen sind heutzutage in der Automatisierungstechnik, der Robotik, der Medizintechnik, der Überwachungstechnik und im Automotive-Bereich sehr weit verbreitet.

Die Veranstaltung legt den Fokus auf  ganz allgemein mehrkanalige digitale Bilder (Farbbilder), die im Sinne konkreter Aufgaben ausgewertet werden müssen. Die in der Vorlesung behandelten Methoden und Verfahren leiten sich unmittelbar aus bekannten Methoden der Grauwertbildverarbeitung, vermittelt in Grundlagen der Bildverarbeitung und Mustererkennung (Bildverarbeitung 1), ab oder werden unter Berücksichtigung der Zusammenhänge und der Bedeutung der Farbkanäle (Farbwerte) eines Bildes entwickelt. Dazu werden in der Veranstaltung wichtige Grundlagen zur „Farbe” als subjektiver Sinnesempfindung, zu Farbräumen und –systemen, zur Farbmetrik vermittelt und durch Wissen zu multispektral-messenden und farbwiedergebenden Systemen ergänzt.  Das Ziel der Bildauswertung ist die Interpretation des Bildinhaltes auf verschiedenen Abtraktionsstufen.Dazu müssen die Bilder in der jeweils technisch zugänglichen Form, hier als mehrkanaliges (Farb-)Bild,  aufbereitet, transformiert, gewandelt, analysiert und letztlich klassifiziert werden, um relevante Inhalte und Aussagen ableiten zu können. In der Veranstaltung werden dafür wesentliche Methoden, Verfahren und Algorithmen betrachtet und im Kontext konkreter Anwendungen aus der Praxis diskutiert.

Gliederung der Vorlesung:

  • Einführung / Grundlagen
    • Geschichtliches (Newton, Goethe)
    • Farbbegriff und Farbwahrnehmung
    • Grundlagen der Farbmetrik
    • Farbräume und Farbtafeln
  • Ansätze zur Farbmessung und Farbkalibrierung
  • Farbbildverarbeitung / Verarbeitung mehrkanaliger Bilder
    • Statistik und Punktoperationen auf Farbbildern
    • ColorIndexing und Histogrammmatching
    • Lineare und nichtlineare lokale Operationen zur Störungsreduktion und Kantenhervorhebung
  • Ausgewählte Verfahren zur Bildinhaltsanalyse von farbigen und mehrkanaligen Bildern
    • Segmentierung
    • Merkmalgewinnung und Klassifikation

Die Veranstaltung ist begleitet von einer Übung, in der die Vorlesungsinhalte nachbereitet, vertieft und einfache BV-Aufgaben mit einer Prototyping Software für Bildverarbeitungslösungen (VIP-Toolkit) bearbeitet werden. Zur Vorlesung werden zahlreiche VIP-Toolkit-Lehrbeispiele bereitgestellt.

Medienformen

Präsenz-Veranstaltungen

oder falls Präsenzveranstaltungen nicht möglich

Webex (browserbasiert) oder Webex (Applikation), technische Anforderungen: Kamera für Videoübertragung (720p/HD), Mikrofon, Internetverbindung (geeignet ist für HD-Audio und -Video-Übertragung: 4 MBit/s), Endgerät, welches die technischen Hardware/Software-Voraussetzungen der benötigten Software (Webbrowser Internet Explorer, Mozilla Firefox, Safari oder Chrome bzw. Webex-Meeting-Applikation) erfüllt

 

Moodle-Kurs: Elektronisches Vorlesungsskript "Grundlagen der Farbbildverarbeitung (Bildverarbeitung 2)", Übungsunterlagen, BV-Experimentiersystem VIP-Toolkit™-Rapid Prototyping, Lehrbeispiele

gedrucktes Vorlesungsskript "Grundlagen der Farbbildverarbeitung (Bildverarbeitung 2)" im Copyshop

Literatur

siehe Rubrik Literatur in der Fachbeschreibung auf der FG-Webseite

Lehrevaluation

Pflichtevaluation:

SS 2008 (Fach)

SS 2011 (Fach)

SS 2015 (Fach)

Freiwillige Evaluation:

SS 2014 (Vorlesung, Übung)

SS 2016 (Vorlesung, Übung)

SS 2017 (Vorlesung, Übung)

Hospitation:

SS 2011

Spezifik Referenzmodul
ModulnameGrundlagen der Farbbildverarbeitung (Bildverarbeitung 2)
Prüfungsnummer2200146
Leistungspunkte2
SWS2
Präsenzstudium (h)22.5
Selbststudium (h)37.5
VerpflichtungPflichtmodul
Abschlussschriftliche Studienleistung, 90 Minuten
Details zum Abschluss

ansonsten schriftliche Prüfung  90 min oder mündliches Prüfungsgespräch nach Vereinbarung

Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL
max. Teilnehmerzahl
Spezifik im Studiengang Master Medientechnologie 2009, Master Medientechnologie 2013
ModulnameGrundlagen der Farbbildverarbeitung (Bildverarbeitung 2)
Prüfungsnummer2200192
Leistungspunkte3
Präsenzstudium (h)34
Selbststudium (h)56
VerpflichtungPflichtmodul
Abschlussschriftliche Prüfungsleistung, 90 Minuten
Details zum Abschluss

schriftliche Prüfung  90 min oder mündliches Prüfungsgespräch nach Vereinbarung

Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL
max. Teilnehmerzahl
Spezifik im Studiengang Bachelor Ingenieurinformatik 2008, Bachelor Informatik 2010
ModulnameGrundlagen der Farbbildverarbeitung (Bildverarbeitung 2)
Prüfungsnummer2200427
Leistungspunkte
Präsenzstudium (h)
Selbststudium (h)
VerpflichtungPflichtmodul
Abschlusskeiner
Details zum Abschluss

schriftliche Prüfung  90 min oder mündliches Prüfungsgespräch nach Vereinbarung

Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL
max. Teilnehmerzahl