Fraunhofer-Gesellschaft

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Bildoptimierung durch kontrolliertes Aktives Sehen und Bildfusion

Image optimization via controlled active vision and image fusion
 
: Beyerer, J.; Puente Leon, F.

:

Automatisierungstechnik : AT 53 (2005), Nr.10, S.493-502
ISSN: 0178-2312
ISSN: 0340-434X
Deutsch
Zeitschriftenaufsatz
Fraunhofer IITB ( IOSB) ()

Abstract
Mit nur einem Kamerabild alleine lässt sich bei schwierigen Objekten oftmals keine Darstellung visuell ausreichender Güte erzielen, unter Umständen auch dann nicht, wenn man die Aufnahmekonstellation optimal wählen würde. Der Grund liegt in der vielgestaltigen Wechselwirkung zwischen Beleuchtung, Objekt und Aufnahmeoptik einerseits und der eingeschränkten "Wahrnehmungsfähigkeit" eines gängigen intensitätsempfindlichen 2D-Sensors einer Standardkamera für das informationstragende Lichtfeld der Szene andererseits. Für Bilder höherer Güte werden in diesem Aufsatz Bildserien unter gezielter Variation der Parameter der Aufnahmekonstellation gewonnen. Solche Serien, die wesentlich mehr Information tragen als ein einzelnes Bild, werden zu Resultatbildern mit einer von Einzelbildern nicht erreichbaren Qualität verschmolzen.
Am Beispiel der Gewinnung eines Bildes mit gleichmäßigem Signal-zu-Rausch-Verhältnis auf hohem Niveau wird ein finaler Fusionsansatz demonstriert. Ein solcher Ansatz ist sinnvoll, wenn anhand der Bildserie bereits sehr gut auf die Qualität des zukünftigen Fusionsresultates geschlossen werden kann.
Ein zweites Beispiel zeigt, wie für ein optisch schwieriges biologisches Präparat eine Bildserie durch zweidimensionale Variation der Beleuchtungsrichtung gewonnen und iterativ zu einem hochwertigen Ergebnisbild fusioniert wird. Die Qualität des Resultates der mitlaufenden Fusion bestimmt hier den Abbruch der Serienakquisition. In beiden Beispielen wird Bildinformation in die Bildseriengewinnung rückgekoppelt, und so der Akquisitionsprozess im Hinblick auf einen umfassenden aufgabenspezifischen Informationsgewinn geregelt.

 

With one camera image only, it is often impossible to achieve a representation of sufficient visual quality – even if an optimal image acquisition constellation was chosen. The reason for this is the manifold interaction between the illumination, the object and the observation optics on one hand, and the limited sensing capabilities of common 2-D intensity sensors – as are used in standard cameras – to measure the information-bearing light field on the other hand. To generate images of superior quality, we record series of images with systematically varying parameters of the image acquisition system. Such series, which contain substantially more information than a single image, are then fused to resulting images featuring a quality that cannot be achieved with a single image.
Based on a method to record an image with a uniform SNR at a high level, a final fusion approach is exemplarily demonstrated. Such an approach is sensible, if the image series already yields a very good insight into the quality of the future fusion result.
A second example shows how – for an optically difficult biologic probe – an image series is obtained by varying the illumination direction two-dimensionally and is iteratively fused to a high-quality image result. The quality of the result of the iterative fusion determines in this case the stop of the data acquisition. In both examples, image information is fed back to the image recording system, and this way the data acquisition process is controlled with regards to a global, task-specific information gain.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-33032.html