1 Einleitung
1.1 Allgemeine Überlegungen 1.2 Visuelle Wahrnehmung 1.2.1 Signalaufnahme und Signalverlauf in der Netzhaut 1.2.2 Hell-Dunkel-Wahrnehmung 1.2.3 Farbwahrnehmung 1.2.4 Gestaltwahrnehmung 1.2.5 Größe und Richtung 1.3 Stufen eines Bildverarbeitungssystems 1.3.1 Bilderfassung 1.3.2 Bildvorverarbeitung 1.3.3 Segmentierung 1.3.4 Merkmalsextraktion 1.3.5 Klassifikation 1.4 Literaturüberblick Literatur Kapitel 12 Grundbegriffe
2.1 Bilder und ihre Darstellung 2.1.1 Das Bild als eine Funktion 2.1.2 Das Bild in der diskreten Darstellung 2.1.3 Nachbarschaft von Bildpunkten 2.2 Statistische Eigenschaften von Bildern 2.2.1 Grauwertprofile 2.2.2 Grauwerthistogramm 2.2.3 Zweidimensionales Histogramm 2.2.4 Grauwertübergangsmatrix 2.2.5 Übungen 2.3 Quantisierung von Bildern 2.3.1 Quantisierung der Ortsauflösung 2.3.2 Quantisierung der Grauwerte 2.3.3 Übungen 2.4 Bilder und ihre Informationsinhalte 2.4.1 Allgemeine Überlegungen 2.4.2 Informationsinhalte von Bildern 2.4.3 Differenz benachbarter Pixel 2.4.4 Bitebenen 2.4.5 Übungen 2.5 Einteilung von Bildern 2.6 Codierung von Bildern 2.6.1 Differenzverfahren 2.6.2 Lauflängencodierung 2.6.3 Codierung von Strichzeichnungen 2.6.4 Datenreduktion durch Baumstrukturen 2.6.5 Codierung durch lineare Bildtransformationen 2.6.6 Übungen 2.7 Darstellung von Bildern auf Ausgabegeräten 2.7.1 Interpolation von Rasterbildern 2.7.2 Darstellung von Graubildern auf einem Drucker 2.7.3 Darstellung von Bildern auf einem Sichtgerät 2.7.4 Halbtonverfahren 2.8 Übersicht über Bildverarbeitungsoperationen 2.8.1 Übungen Literatur Kapitel 23 Fouriertransformation von Bildern
3.1 Eindimensionale Fouriertransformation 3.1.1 Analyse und Synthese von Signalen 3.1.2 Fourierreihe 3.1.3 Komplexe Schreibweise 3.1.4 Übergang auf das kontinuierliche Spektrum 3.1.5 Faltungsintegral 3.2 Zweidimensionale kontinuierliche Fouriertransformation 3.3 Darstellung von Bildern im Frequenzbereich 3.4 Eigenschaften der Fouriertransformation 3.4.1 Linearität 3.4.2 Verschiebung 3.4.3 ähnlichkeit 3.4.4 Drehung 3.4.5 Faltung 3.5 Abtasten von Signalen und Bildern 3.5.1 Abtastung eindimensionaler Signale 3.5.2 örtlich begrenzte Signale 3.5.3 Abtastung von Bildern 3.6 Diskrete Fouriertransformation 3.6.1 Eindimensionale diskrete Fouriertransformation 3.6.2 Zweidimensionale diskrete Fouriertransformation 3.7 Schnelle Fouriertransformation 3.8 Anwendungsbeispiele zur Fouriertransformation 3.8.1 Tiefpaßfilterung eines Bildes 3.8.2 Bandpaßfilterung eines Bildes 3.8.3 Richtungsfilterung eines Bildes Literatur Kapitel 34 Binärbildverarbeitung
4.1 Einführung 4.2 Binärbildformate 4.2.1 Übungen 4.3 Punktegruppen in Binärbildern 4.3.1 Übersicht 4.3.2 Lösungsansatz 4.3.3 Diskussion und Beispiel 4.3.4 Übungen 4.4 Mathematische Morphologie bei Binärbildern 4.4.1 Binärbildmorphologie für kontinuierliche Bilder 4.4.2 Eigenschaften der Dilatation und Erosion 4.4.3 Dilatation und Erosion für den diskreten Fall 4.4.4 Optimale Dilatation und Erosion beim Rechteck 4.4.5 Übungen 4.5 Komplexe Morphologieprogramme 4.5.1 öffnen und Schließen von Binärbildern 4.5.2 Einzelobjektverarbeitung im Binärbild 4.5.3 "Letzte Erosion" 4.5.4 "Alles oder Nichts" Transformation 4.5.5 "Abmagerung" und "Verdickung" 4.5.5.1 Abmagerungsoperator 4.5.5.2 Anwendung der Abmagerung: Skelettierung 4.5.5.3 Realisierung der Skelettierung 4.5.5.4 Verdickungsoperator 4.5.6 Übungen 4.6 Objektzählen nach Euler 4.6.1 Beispiel der Objektzählung im Hexagonalraster 4.6.2 Zählen im Rechteckraster 4.6.3 Programmbeispiel für achter Nachbarschaft 4.6.4 Übungen 4.7 Richtungsabhängige Lösch- und FÜlloperationen 4.8 Schnelle Binärbildverarbeitung 4.8.1 Allgemeine Betrachtungen 4.8.2 Beispiele 7 Literatur Kapitel 45 Graubildverarbeitung
5.1 Bildpunktoperationen 5.1.1 Look-up-Tabelle 5.1.2 Dehnung der Grauskala 5.1.2.1 Allgemeine Grauwerttransformation 5.1.2.2 Lineares Dehnen der Grauwerte 5.1.2.3 Lineares Dehnen und Clipping 5.1.3 Bildverbesserung durch Grauwertäqualisation 5.1.4 Hintergrundkompensation 5.1.5 Geometrische Transformationen 5.1.5.1 Allgemeine Überlegungen 5.1.6 Übungen 5.2 Verarbeitung von Farbbildern 5.2.1 Farblehre 5.2.2 Farbmodelle 5.2.2.1 Physikalisch-technische Farbmodelle 5.2.2.2 Wahrnehmungsorientiertes Farbmodell 5.2.3 Multispektrale Bilder 5.2.4 Übungen 5.3 Lokale Graubildoperationen 5.3.1 Faltungsoperation bei Bildern 5.3.2 Glättungsverfahren 5.3.2.1 Bewegter Mittelwert 5.3.2.2 Median Filter 5.3.3 Kantenextraktion 5.3.3.1 Diskrete Ableitung erster Ordnung 5.3.3.2 Weitere Vektorgradienten 5.3.3.3 Diskrete Ableitung zweiter Ordnung 5.3.3.4 Beispiele zur Ableitung von Bildern 5.3.4 Kontrastverstärkung 5.3.5 Weitere einfache Filter 5.3.6 Übungen 5.4 Optimalfilter 5.4.1 Parameter zur Filterentwicklung 5.4.2 Tiefpaß und Hochpaßfilter 5.4.3 Bandpaß und Richtungsfilter 5.4.4 Übungen 5.5 Mathematische Morphologie beim Graubild 5.5.1 Dilatation, Erosion, Opening und Closing 5.5.2 "Top-Hut" Operator 5.5.3 Morphologische Kantenextraktion 5.5.4 Rangordnungsoperatoren Literatur Kapitel 56 Segmentierung
6.1 Punktorientierte Verfahren 6.1.1 Schwellwertverfahren 6.1.1.1 Einfacher Schwellwert 6.1.1.2 Berechnung einer optimalen Schwelle 6.1.1.3 Lokales Schwellwertverfahren 6.1.1.4 Glättung und Schwellwert 6.1.1.5 Kontrastverstärkung und Schwellwert 6.1.1.6 Kompaktheitshistogramm 6.1.2 2D-Histogramm zur Segmentierung 6.1.2.1 Spektrale Eigenschaften 6.1.2.2 Lokale Eigenschaften 6.2 Kantenorientierte Verfahren 6.2.1 Filter zur Kantenextraktion 6.2.2 Konturpunktverkettung 6.3 Segmentierungsbeispiele aus der Zellanalyse 6.3.1 Segmentierung von Zellen 6.3.2 Segmentierung von Gewebeschnitten 6.3.2.1 Segmentierung der Zellkerne 6.3.2.2 Segmentierung des Gewebes Literatur Kapitel 67 Merkmalsextraktion
7.1 Geometrische Merkmale 7.1.1 Globale geometrische Merkmale 7.1.2 Fourierdarstellung von Objektkonturen 7.1.3 Momente von Bildern 7.2 Densitometrische Merkmale 7.3 Texturmerkmale 7.3.1 Allgemeine Bemerkungen 7.3.2 Texturmerkmale, abgeleitet aus dem Ortsbereich 7.3.2.1 Grauwertgradient 7.3.2.2 Körnigkeit 7.3.2.3 Kontrast 7.3.2.4 Mediandifferenz 7.3.2.5 Grauwertübergangsmatrizen 7.3.3 Merkmale, abgeleitet aus dem Frequenzbereich 7.4 Kontextmerkmale Literatur Kapitel 78 Klassifikation
8.1 Merkmalsauswahl 8.1.1 Gütekriterien 8.1.2 Hauptachsentransformation 8.2 Objektklassifikation Literatur Kapitel 8Farbtafeln