Zur Erkennung von Bildstrukturen durch Analyse der Richtungen des Grauwertgradienten

In der vorliegenden Arbeit wird ein Verfahren zur Detektion von Bildbereichen mit örtlich sich langsam ändernden Grauwerten (Schatten, Schattierung) beschrieben sowie ein Verfahren zum Wiederauffinden gelernter Bildstrukturen (z.B. Fahrzeuge, Texturen) durch Auswertung eindimensionaler Histogramme der Richtungen des Grauwertgradienten (Winkelauflösung: 2 Grad). Das Erkennungsverfahren basiert auf einer Kreuzkorrelation zweier Winkelhistogramme. Nach jeder Korrelation werden die Winkelwerte des (gelernten) Referenzhistogramms um 1 oder einen beliebigen anderen Wert erhöht (modulo 360) und mit der verschobenen Funktion erneut korreliert. Bei dieser Vorgehensweise werden mögliche Drehungen des Vergleichs- gegen das Referenzmuster quantitativ erfaßt. Invarianz gegenüber Kontrastumkehrung ergibt sich aus der Tatsache, daß hierbei zu jedem Winkelwert der ursprünglichen Verteilung 180 Grad addiert wird. Die Größeninvarianz ergibt sich durch Normierung auf die Gesamtzahl der Bildpunkte in dem ausgewerteten Bildfenster. Invarianz gegenüber der Addition oder Multiplikation der Bildfunktion mit einer Konstanten ergibt sich aus der Vorschrift zur Berechnung des Gradientenwinkels. Die bisherigen Anwendungen auf Bildfolgen, Luftbilder und Texturmuster zeigen, daß gelernte Muster trotz erheblicher Größenänderungen in jeder Drehlage zuverlässig lokalisiert werden können.