Grundlagen der Farbbildverarbeitung

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Einführung (GF_a 8 - 47)

Geschichtliches zur Farbe

Newton

  • 1672: New Theory about Light and Colours
    • Sonnenlicht = Mischung einzelner Farben
    • Spektralfarben sind objektive Eigenschaft des Lichtes

[...]

Goethe

[...]

Begriff der Farbe

  • Farbe im engeren Sinn, stellt eine spezielle menschliche Sinneswahrnehmung dar
  • Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle \Phi_i = \int_{\Delta \lambda_i} \varphi_{\lambda} (\lambda) d \lambda}
  • Leistungsdichte Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle \phi (\lambda)} stellt dagegen den Farbreiz dar, der die Farbempfindung hervorruft
  • Vektoren Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle \underline \Phi} sind je nach Dimension mehr oder minder genaue Approximationen des Farbreizes
  • Orientierung am menschlichen visuellen System und die Betrachtung psychologischer und physiologischer Grundlagen sind von Interesse:
    • zur richtigen Bewertung der Schwierigkeiten und Herausforderungen bei der Schaffung technischer Lösungen
    • zur Anpassung technischer Lösungen der Bildwiedergabe an das visuelle System
    • zur Nutzung optimaler Naturprinzipien für technische Lösungen
    • weil technische Systeme im allgemeinen auf dem inneren Modell des Menschen von der Welt beruhen und dieses Modell in hohem Maße durch den visuellen Kanal des Menschen beeinflusst ist
    • weil optoelektronische Sensoren, Bildverarbeitung und Bildanalyse wichtige Schnittstellen zwischen Mensch und Maschine darstellen
    • weil viele Objekteigenschaften durch visuelle Eindrücke beschrieben werden
  • menschliches Auge kann ca. 100 Graustufen / ca. 300 000 Farben unterscheiden
  • Drei grundsätzliche Anwendungen von Farbinformation:
    • Pseudokolorierung
    • Falschfarbendarstellung
    • Echtfarbdarstellung (True Color) Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle \rarr} hier Schwerpunkt

Farbtäuschung

  • Zuordnung zwischen Physik und Wahrnehmung nur eindeutig wenn bunte Dinge isoliert betrachtet werden
  • Werden bunte Objekte in bunte Umgebungen eingebettet/bewegt, dann können abweichende Farbwahrnehmungen auftreten, so genannte Farbtäuschungen
  • es existieren unterschiedliche Arten solcher Täuschungen:
    • Farbinduktion oder simultaner Farbkontrast (Farbe wird durch ihre Umgebung modifiziert)
    • Farbkonflikt (es konkurrieren verschiedene Sehinformationen miteinander)
    • Subjektive Farben (es werden bunte Farbtöne wahrgenommen, die nicht vorliegen)

Simultaner Farbkontrast:

  • erstmals 1839 beschrieben
  • wo der Effekt entsteht (Auge, Cortex) ist unklar

Farbinduktion:

  • bei kleinteiligen, sich wiederholenden Strukturen erfolgt Angleichung
  • kann zur Rauschunterdrückung oder zur Unterdrückung von Feintexturen zugunsten der Erkennung größerer Objekte wichtig sein

Farbkonflikt:

Subjektive Farben:

  • durch Bewegung ist es möglich Farben zu erzeugen die ursprünglich nicht vorhanden waren (Drehwurm in Farbe)

Farbwahrnehmung beim Menschen

FArbmetrische Schnittstellen - Farbräume (GF a 49 - 55)

Das Normvalenz- oder XYZ-System (GF a 76 - 86)

Farbmessung (GF 1 - 11)

Klassifikation von Messaufgaben (GF 82 - 86)

Einfache Farbkalibrierung (GF 16 - 41)

Color Management (F CM 1 - 20)

Kameras (GF_Ka 1 - 12)

Verarbeitung von Farbbildern (1 - 31)

Referenzfreie Farbadaption auf Basis des 3D-Histogramms (HuS 32 - 39 )

Histogrammbasiertes Farbmatching(1 - 15)

Störunterdrückung (SU 1 - 16)

Kantendetektion in Farbbildern (1 - 21)

Farbpixelklassifikation (Farbpixelklassifikation 1 - 21)

Clusterverfahren (Farbpixelklassifikation 19 - 45)

Segmentierung (Seg 1 - 8)