Technische Universität Ilmenau

Grundlagen der Farbbildverarbeitung - Modultafeln der TU Ilmenau

Die Modultafeln sind ein Informationsangebot zu unseren Studiengängen. Rechtlich verbindliche Angaben zum Verlauf des Studiums entnehmen Sie bitte dem jeweiligen Studienplan (Anlage zur Studienordnung). Bitte beachten Sie diesen rechtlichen Hinweis. Angaben zum Raum und Zeitpunkt der einzelnen Lehrveranstaltungen entnehmen Sie bitte dem aktuellen Vorlesungsverzeichnis.

Fachinformationen zu Grundlagen der Farbbildverarbeitung im Studiengang Bachelor Informatik 2013
Fachnummer237
Prüfungsnummer2200427
FakultätFakultät für Maschinenbau
Fachgebietsnummer 2362 (Qualitätssicherung und Industrielle Bildverarbeitung)
Fachverantwortliche(r) Dr. Rico Nestler
TurnusSommersemester
SpracheDeutsch
Leistungspunkte
Präsenzstudium (h)
Selbststudium (h)
VerpflichtungPflicht
Abschlusskeiner
Details zum Abschluss

schriftliche Prüfung  90 min oder mündliches Prüfungsgespräch nach Vereinbarung

max. Teilnehmerzahl
Vorkenntnisse

gute Kenntnisse in und Interesse an Physik, Mathematik aber auch Informations- bzw. Nachrichtentechnik (Vorlesungen zur Systemtheorie, Signalen & Systemen), Grundlagen der Bildverarbeitung und und Mustererkennung

Lernergebnisse

Der Hörer erhält einen umfassenden Überblick zu den Besonderheiten der Verarbeitung digitaler Farbbilder im Rahmen von technischen Erkennungsaufgaben. Neben dem rein informatischen Aspekt 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 soll der Hörer in der Lage sein, typische Verarbeitungsabfolgen zur Lösung bildbasierter Erkennungsaufgaben anzuwenden, die dafür benötigte Fachliteratur zu verstehen, richtig einzuordnen und zu werten sowie sich begrifflich sicher in diesem interdiziplinären Wissensgebiet zu bewegen.

Aufbauend auf den vermittelten Inhalten kann der Hörer das erworbene Wissen im Masterstudium in weiterführenden Veranstaltungen zur Systemtechnik der Bildverarbeitung und 3D-Bildverarbeitung, z.B. zur Systemtechnik und Systemtheorie der Bildverarbeitung (Prof. Notni), Erfassung und Verarbeitung von 3D-Daten (Prof. Notni/Dr. Nestler), ergänzen oder weiter auszubauen.

Inhalt

Gegenstand der Vorlesung "Grundlagen der Farbbildverarbeitung - Computervision II" sind Methoden zur Lösung von 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 dabei den Fokus auf  farbige oder ganz allgemein mehrkanalige digitale Bilder, die im Sinne konkreter Aufgaben ausgewertet werden müssen. Die in der Vorlesung behandelten Methoden und Verfahren leiten sich unmittelbar aus bekannten Methoden der Grauwertbildverarbeitung ab (Grundlagen der Bildverarbeitung und Mustererkennung) oder werden unter Berücksichtigung der Zusammenhänge und der Bedeutung der Farbkanäle eines Bildes entwickelt. Dazu werden in der Veranstaltung wichtige Grundlagen zur „Farbe” als subjektive Sinnesempfindung, zu Farbräumen und –systemen, zur Farbmetrik sowie zu farbmessenden und farbwiedergebenden Systemen vermittelt. Das Ziel der Auswertung ist die Interpretation des Bildinhaltes auf verschiedenen Abtraktionsstufen. Dazu müssen die Bilder in der technisch zugänglichen Form, hier als Farbbild oder mehrkanaliges Bild, aufbereitet, transformiert, gewandelt, analysiert und relevante Inhalte klassifiziert werden. Die Veranstaltung stellt dafür wesentliche Methoden, Verfahren und Algorithmen bereit.

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 Übungen, in denen die Vorlesungsinhalte nachbereitet und einfache Aufgaben mit einer Prototyping Software für Bildverarbeitungslösungen (VIP-Toolkit) bearbeitet werden. Zur Vorlesung werden weiterhin zahlreiche VIP-Toolkit-Lehrbeispiele bereitgestellt.

Medienformen

elektronisches oder gedrucktes Vorlesungsskript "Grundlagen der Farbbildverarbeitung", Übungsunterlagen, BV-Experimentiersystem VIP-Toolkit™-Rapid Prototyping

Literatur

siehe Rubrik Literatur in der Fachbeschreibung

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

Informationen und Handreichungen zur Pflege von Modul- und Fachbeschreibungen durch den Modul- oder Fachverantwortlichen finden Sie auf den Infoseiten zum Modulkatalog.