Technische Universität Ilmenau

Wahlmodul: Bildverarbeitung - Modultafeln der TU Ilmenau

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Modulinformationen zum Modul Wahlmodul: Bildverarbeitung im Studiengang Master Medientechnologie 2013
ModulnameWahlmodul: Bildverarbeitung
Modulnummer8298
FakultätFakultät für Maschinenbau
Fachgebietsnummer 2362 (Qualitätssicherung und Industrielle Bildverarbeitung)
Modulverantwortliche(r) Dr. Rico Nestler
Leistungspunkte9
VerpflichtungWahlpflicht
Voraussetzungen
ModulabschlussEinzelleistungen
Details zum Abschluss
Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL
Lernergebnisse<p><strong>Erfassung und Verarbeitung von 3D-Daten</strong></p><p>Die Veranstaltung <strong>Erfassung und Verarbeitung von 3D-Daten</strong> (<strong>3D-Bildverarbeitung</strong>) widmet sich technischen Ansätzen zur Gewinnung von Tiefeninformationen, den dabei erforderlichen Datenverarbeitungsaspekten. Der Schwerpunkt liegt auf optischen Ansätzen zur 3D-Datenerfassung, den zugehörigen systemtechnischen Realisierungen, den notwendigen theoretischen Grundlagen sowie Methoden / Verfahren der (Bild)Datenverarbeitung. </p><p>Mögliche Anwendungsgebiete dieser Techniken sind heutzutage sehr vielfältig und weit verbreitet, z.B. computergrafische Modellierungen dreidimensionaler Objekte (Reverse Engineering), Abstandsmessungen in selbstfahrenden Fahrzeugen oder zur Fahrerassistenz, Oberflächeninspektionen oder Prüfungen auf Maßhaltigkeit in der Qualitätssicherung, Lageschätzungen oder Hindernislokalisierung in der Robotik bzw. der Sicherheitstechnik. Verfahren zur Gestaltsrekonstruktion beinhalten in starkem Maße Elemente und Techniken der klassischen Bildverarbeitung. Genauso sind zur Erfüllung von Erkennungsaufgaben mit monokularer Bildverarbeitung heutzutage zunehmend 3D-Aspekte zu berücksichtigen.</p><p>Die Verarbeitungsaspekte zur Gewinnung der 3D-Information werden in der Vorlesung ansatzbezogen diskutiert. Die ausführliche Darstellung des klassischen Verfahrens der Stereo- und Multikamera-Vision wird durch aktuelle Ansätze, wie die Weißlichtinterferometrie, die Fokusvariation oder das Time of Flight-Prinzip ergänzt. Die Veranstaltung schließt im Grundlagenteil wichtige systemtechnische, optische und geometrische Gesetzmäßigkeiten von Bildaufnahmeprozessen sowie Grundzüge der projektiven Geometrie ein.</p><p>Der Hörer erhält einen umfassenden Überblick zu Verfahren der Rekonstruktion von Objektoberflächen oder zur Abstandsanalyse ausgewählter Szenen-/Objektpunkte in dreidimensionalen Szenen. Dabei werden die theoretischen Grundlagen, die systemtechnischen Aspekte und die Methoden / Verfahren zur Ableitung räumlich, geometrischer Szeneninformationen aus digitalen Bildern diskutiert.</p><p>Aufbauend auf den vermittelten Inhalten ist der Hörer befähigt, sein Wissen in konkreten Anwendungen in einem der oben genannten Felder einzusetzen bzw. im Rahmen weiterer Vorlesungen zur angewandten Bildverarbeitung an der TU Ilmenau auszubauen.</p><p>Die Veranstaltung ist begleitet von Übungen bzw. Exkursionen, in denen Vorlesungsinhalte nachbereitet und vertieft diskutiert werden.</p><p> </p><p><strong>Grundlagen der Farbbildverarbeitung</strong></p><p id="yui_3_17_2_1_1569392156109_1269">Gegenstand der Vorlesung <strong id="yui_3_17_2_1_1569392156109_1270">Grundlagen der Farbbildverarbeitung (Computervision II)</strong> 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.</p><p id="yui_3_17_2_1_1569392156109_1271">Die Veranstaltung legt den Fokus auf  <strong id="yui_3_17_2_1_1569392156109_1272">ganz allgemein mehrkanalige digitale Bilder</strong> <strong id="yui_3_17_2_1_1569392156109_1764">(Farbbilder)</strong>, 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 (<a id="yui_3_17_2_1_1569392156109_1273" href="https://www.tu-ilmenau.de/qualitaetssicherung/studium-lehre/lehrveranstaltungen/gdbvme/">Grundlagen der Bildverarbeitung und Mustererkennung - Computervision I</a> ) 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.</p><p id="yui_3_17_2_1_1569392156109_4696">Der Hörer erhält einen umfassenden Überblick zu den Besonderheiten der Verarbeitung digitaler Farbbilder im Rahmen von technischen Erkennungsaufgaben. <span id="part1"><span id="yui_3_17_2_1_1569392156109_4747" dir="none">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.</span></span> 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.</p><p id="yui_3_17_2_1_1569310385056_51820">Ergänzend kann der Hörer das erworbene Wissen im Masterstudium, z.B. in</p><div id="yui_3_17_2_1_1569392156109_7237" class="indent"><ul id="yui_3_17_2_1_1569310385056_31070"><li id="yui_3_17_2_1_1569392156109_7424"><a id="yui_3_17_2_1_1569392156109_7315" href="https://www.tu-ilmenau.de/qualitaetssicherung/studium-lehre/lehrveranstaltungen/euvv3dd/">Erfassung und Verarbeitung von 3D-Daten</a></li><li id="yui_3_17_2_1_1569310385056_31610">Systemtechnik und Systemtheorie der Bildverarbeitung</li></ul></div><p id="yui_3_17_2_1_1569310385056_42916">sowie externen Veranstaltungen zur angewandten Bildverarbeitung und bildbasierten Mustererkennung / künstlichen Intelligenz an der TU Ilmenau weiter auszubauen.</p><p id="yui_3_17_2_1_1569392156109_7472">Die Veranstaltung ist begleitet von einer Übung, in der die Vorlesungsinhalte nachbereitet, vertieft und einfache BV-Aufgaben mit einer Prototyping Software für Bildverarbeitungslösungen (<strong>VIP-Toolkit)</strong> bearbeitet werden. Zur Vorlesung werden zahlreiche <strong>VIP-Toolkit-</strong>Lehrbeispiele bereitgestellt.</p>
Das Modul beinhaltet die folgenden Fächer:
Erfassung und Verarbeitung von 3D-Daten
Leistungspunkte4
VerpflichtungPflicht
Fachabschlussschriftliche Prüfungsleistung, 60 Minuten
TurnusSommersemester
Grundlagen der Farbbildverarbeitung
Leistungspunkte3
VerpflichtungPflicht
Fachabschlussschriftliche Prüfungsleistung, 90 Minuten
TurnusSommersemester
Farbmetrisches Praktikum
Leistungspunkte2
VerpflichtungPflicht
Fachabschlussalternative Studienleistung
TurnusSommersemester

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