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Seitdem neue Displaytechniken wie Flüssigkristall- und Plasma-Anzeigen Einzug in den professionellen Fernsehbereich gehalten haben, gewinnen neben den herkömmlichen Qualitätsparametern zusätzliche Parameter wie die Bildqualität bei Bewegtbildwiedergabe enorm an Bedeutung. Um eine qualitative Bewertung für die Bewegtbildwiedergabe durchführen zu können, muss zunächst ein objektives Messverfahren für die Bestimmung der Bewegungsunschärfe entwickelt werden. Zusätzlich müssen diese objektiv gemessenen Ergebnisse auf Korrelation mit dem subjektiven Bildeindruck hin geprüft werden.
Das permanente Angebot und die Nachfrage an Informationen und Daten jeglicher Art wachsen zunehmend. Das Ergebnis einer meist verschachtelten Suche nach bestimmten Zahlen ist jedoch oftmals eine unübersichtliche, tabellarische Aufstellung derer. Zudem ist dagegen die Aufnahme grafischer Informationen erheblich höher und effektiver. Als Ergebnis der Diplomarbeit soll im ersten, theoretisch-wissenschaftlichen Teil eine technische Konzeption für ein intelligentes Visualisierungs-System erarbeitet werden. Im zweiten, praktischen Teil soll anhand der untersuchten Methoden und des entwickelten Konzepts eine Anwendung kreiert werden, welche ausgewählte Methoden zur interaktiven Visualisierung statistischer Daten nutzt.
Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde ein Java-Programm zur automatisierten Detektion von Strukturelementen in Volumendatensätzen entwickelt und anhand eines neu entwickelten Prüfkörpers der lokale geometrische Fehler eines bildgebenden Systems ermittelt. Mit geeigneten Algorithmen werden, für eine treffsichere Detektion, das Rauschen reduziert, die Stützstellen detektiert und die 7-Parameter der Helmert-Transformation bestimmt.
Die detektive Quantenausbeute (DQE) erlaubt eine umfassende Charakterisierung bildgebender Systeme, da sie sowohl etwas über das Auflösungsvermögen, als auch über die Rauscheigenschaften des Systems aussagt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die DQE zweier digitaler Mammographie-Einrichtungen bestimmt, wobei für vergleichbare Dosisniveaus folgende Ergebnisse erzielt wurden: Für eine Ortsfrequenz von einem Lp/mm beträgt die DQE des indirekten Systems ca. 42% und die des direkten Systems auf Basis von amorphem Selen ca. 62%.
Entwicklung einer Software zur Erstellung menschlicher Temperaturprofile mittels IR-Videoaufnahmen
(2011)
In dieser Arbeit wird eine Software zur Analyse von thermografischen Videosequenzen vorgestellt. Mit Hilfe einer speziellen Wärmebildkamera, die in der Lage ist, thermografische Videosequenzen aufzunehmen, kann die zeitliche Auflösung der Hauttemperatur–Messung erhöht werden. Das Programm soll im Rahmen von Untersuchungen zu thermoregulatorischen Prozessen am Menschen diese Sequenzen auswerten und Temperaturprofile des menschlichen Körpers erstellen. Der Benutzer kann dazu Körperregionen gezielt auswählen und verfolgen lassen. Ergebnis ist eine Exceltabelle mit Temperaturwerten für jede definierte Zone pro Zeiteinheit. Diese kann durch den Import von Messtabellen externer Messgeräte ergänzt werden, so dass die Untersuchungsergebnisse aller Messgrößen synchronisiert in einer Datei zur Verfügung stehen.
In der Diplomarbeit wurden die lichttechnischen Eigenschaften einer Bildwand für die Rückprojektion untersucht. Die Projektion erfolgte mit einem Beamer. Die Bildwand bestand aus einer Streuscheibe und einer Fresnellinse. Die horizontale und vertikale Abstrahlcharakteristik, der Transmissionsgrad und die maximal mögliche Leuchtdichtemodulation wurden bestimmt. Die Abstrahleigenschaften der Streuscheibe und ihr Reflexionsgrad wurden gemessen. Dies ermöglicht den Einfluss von Streulicht abzuschätzen. Mit Hilfe eines Spaltes und eines selbst erstellten Computerprogramms wurde die Modulationsübertragungsfunktion in horizontaler und vertikaler Ausrichtung berechnet. Abschließend werden die Grundprinzipien für den Aufbau einer Rückprojektionseinrichtung diskutiert.
Diese Arbeit untersucht die zeitliche Interpolation von Videosignalen. Durch die
Einführung des Ultra High Definition Television Standard wird eine höhere Bildwiederholrate benötigz um
Judder-Artefakte zu vermeiden. In diesem Zusammenhang kommt der zeitlichen Interpolation von nicht nativem UHD Material eine besondere Bedeutung zu. Neben der räumlichen Interpolation ist diese essenziell. In dieser Arbeit wird eine Übersicht über die Anforderungen an UHD Video gegeben. Bewegungskompensierende
Verfahren für das Deinterlacing und Upscaling in Verbindung mit einer Phasenkorrelation werden behandelt. Ein MATLAB-Programm wird entwickelt mit dem ein Upscaling und Deinterlacing von HD Material durchgeführt werden kann.
Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit einer Bildqualitätsanalyse der Stellen, an denen Qualitätsentscheidungen getroffen werden sowie der anschließenden Analyse dieser Bildstellen. Zunächst werden sechs verschiedene Fotografien mit den Optimierungsparametern Helligkeit, Schärfe, Kontrast und Neutralität bearbeitet. Um die oben genannten Bildstellen zu finden, werden diese durch 20 Probanden mit Hilfe eines Eye-Tracking Systems ermittelt. Die daraus gewonnenen Bildstellen werden dann im Frequenz- und Farbbereich durch Plug-Ins im Programm „ImageJ“ untersucht.
Simulcast bedeutet die zeitgleiche Ausstrahlung des gleichen Inhalts auf weiteren, zusätzlichen Kanälen; in diesem Fall die zeitgleiche Ausstrahlung desselben Events auf einem SD- und einem HD-Kanal. Zur automatischen Umschaltung zwischen diesen beiden Kanälen soll zukünftig eine entsprechende Signalisierung ausgewertet werden. Um zu beweisen, dass solch ein Szenario praktisch umsetzbar ist, wurde in dieser Diplomarbeit ein Empfänger-Demonstrator entwickelt.
Ziel dieser Arbeit ist die Automatisierung von Prüfverfahren, welche in der PAS 1054 definiert sind und in der digitalen Mammographie ihre Anwendung finden. Dazu standen Aufnahmen eines Prototypen des in der PAS beschriebenen Prüfkörpers zur Verfügung, die mit dem Sectra MDM angefertigt wurden. Anhand dessen konnte mit der Programmiersprache Java und unter Verwendung der Software ImageJ ein Programm geschrieben werden, welches die automatische Analyse der Bilddaten ermöglicht. Eine übersichtliche Benutzeroberfläche und die Ausgabe von Ergebnissen, die auf das Wesentliche reduziert sind, gewährleisten eine zeitsparende und effektive Handhabung.
In dieser Arbeit wird die Entwicklung eines Kalibrierphantoms beschrieben, das die optischen Eigenschaften des Rattenhirns widerspiegelt und die Kalibration einer hochempfindlichen CCD-Kamera ermöglicht. Als Lichtquelle diente eine LED, deren Intensität mit Hilfe einer Referenzspannungsquelle und eines Temperatur-Kontrollsystems mit einer Genauigkeit von 2 ‰ eingestellt werden konnte.
Um Strahlenschäden zu vermeiden und die Aufnahmequalität der Röntgenbilder in der Veterinärmedizin zu verbessern, wurde im Rahmen dieser Arbeit ein Konzept für einen „Digitaler Aufnahmehelfer für die Kleintierradiologie“ entwickelt. Bei der Produktion dieser flashbasierten Software wurden beispielhaft computergenerierte Grafiken (CGI) und 3D-Animationen erstellt. Ebenso wurden Belichtungstabellen eingebunden. Diese wurden in Zusammenarbeit mit der Tierhochschule Hannover und der Firma Gierth X-Ray international erarbeitet. Es ergaben sich Belichtungswerte, die auf physikalischen Grundlagen beruhen.
In der Verkehrsphotographie werden Aufnahmen von Verkehrsteilnehmern gemacht, um Ordnungswidrigkeiten, wie zu schnelles Fahren oder Überqueren einer Ampel bei Rotlicht, Fahrzeugen und Personen zuordnen zu können. Das Problem bei diesen Aufnahmen liegt in der hohen Dynamik, die vor allem durch Reflexionen im Nummernschildbereich entstehen. Zur zeit wird dieses Problem dadurch gelöst, indem man aus der Originalaufnahme zwei Bilder macht. Eins für den dunklen Bereich, in dem der Fahrer zu erkennen ist und ein Bild für den hellen Bereich, in dem das Nummernschild erscheint. Ziel dieser Arbeit ist es, die Dynamik so weit zu komprimieren, dass die wesentlichen Elemente, wie das Gesicht, das Kennzeichen und die Skriptzeile, die alle Informationen über die Aufnahme enthält, in einem Bild zu erkennen sind, anstatt wie oben beschrieben in zwei Bildern. Dadurch kann der Speicheraufwand für die Bilder um die Hälfte reduziert werden. Im Speziellen muss darauf geachtet werden, dass störende Artefakte, die bei den gewählten Methoden entstehen können, vermieden werden. Dies sind besonders Überschwinger an scharfen Kanten, die z.B. an den Buchstaben des Kennzeichens entstehen und niedrige lokale Kontraste im Bereich des Fahrers. Zusätzlich wird auf das Problem des Rauschens eingegangen. Durch dessen Reduktion kann der subjektive Eindruck des Bildes stark verbessert werden. In dieser Arbeit werden nur Schwarz/Weiß Bilder behandelt, weil es das Standardaufnahmeverfahren bei der Verkehrsüberwachung innerhalb der Bundesrepublik Deutschland ist. In anderen Ländern werden zwar auch Farbbilder aufgenommen, dessen Behandlung aber nicht Bestandteil dieser Arbeit sein soll.
Fernseh- und Videobilder in Fernsehsendungen oder in digitalen Videoarchiven, aber beispielsweise auch auf Grafiken basierende Inhalte von Internetseiten enthalten eine große Anzahl von in sie eingebetteten Texten. Die Lokalisierung und Erkennung dieser Texte eröffnet eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten. So können Texte beispielsweise als Ergebnis der Suche und Verarbeitung von großen digitalen Videoarchiven mit Inhalten von Nachrichtensendungen oder Dokumentationen zum Erstellen von Datenbanken dienen. Da in Nachrichtensendungen sehr oft Einblendungen von Orten, Namen, Uhrzeiten oder sonstigen Informationen vorhanden sind, können diese Grundlage für Datenbanken werden, durch die sehr schnell auf einzelne Beiträge zugegriffen werden kann. Auch dienen diese Datenbanken der Verknüpfung unterschiedlicher Inhalte von Beiträgen miteinander. Für Firmen die im Fernsehen Werbung schalten ist es von Interesse zu überprüfen, ob und gegebenenfalls wann der eigene Werbespot gesendet wurde. Auch hier wäre eine automatische Erkennung von Schriftzügen wie beispielsweise des Produktnamens und die gleichzeitige Aufzeichnung der Uhrzeit und des Sendekanals von Interesse. Eine weitere Anwendung ist die Erkennung von Inhalten in Webseiten welche nicht textbasiert sind, also zum Beispiel in Flash oder ähnlichen Formaten vorliegen. Auf die in diesen Seiten hinterlegten Informationen können Standard-Suchmaschinen nicht zugreifen, weshalb die Informationen bei einer Suchanfrage nicht berücksichtigt werden. An diese Problem und die Anwendungsmöglichkeiten anknüpfend, ist es das Ziel die ser Arbeit Möglichkeiten zur Erkennung von in Fernsehbildern eingebetteten Schriften, wie beispielsweise ”www.schrift-im-videobild.de” aufzuzeigen und als reinen ASCII-Text zu extrahieren. Dazu wurde eine Sammlung von verschiedenen Testbildern erstellt, die unterschiedliche von den Fernsehanstalten eingeblendete Texte enthalten. Darüber hinaus soll ein Programm mit Hilfe der Programmiersprache C++ erstellt werden, das die Testvorlagen für eine Texterkennung durch kommerzielle Optical Character Recognition (OCR) Software, wie sie für die Erkennung von reinen Binärbildern (zum Beispiel eingescannte Schreibmaschinentexte) genutzt wird, vorverarbeitet. Um dieses zu erreichen wurden Möglichkeiten untersucht, die im Bild enthaltenen Schriften zu detektieren, zu segmentieren und in einem weiteren Verarbeitungsschritt in ein neues Bild zu extrahieren, wobei das schlussendliche Bildresultat nach Möglichkeit nur noch schwarze Schrift vor weißem Hintergrund enthalten soll.
In dieser Arbeit wird beschrieben wie verschiedene Messwerte in Prüfkörperaufnahmen nach PAS 1054 unter zu Hilfenahme von ImageJ bestimmt werden. Desweiteren wird über tabellarische und graphische Darstellung der ermittelten Daten und deren Export in für andere Programme lesbare Formate geschrieben. Im weiteren werden auf Methoden zur Glättung der Messwerte beschrieben. Die Umsetzung der Methoden in das bestehende Software Framework Optimage und dessen Aufbau wird zum besseren Verständnis erläutert. Die gesamte Umsetzung erfolgte in der objektorientierten Programmiersprache Java.
Die Entwicklung in Technik und Elektronik ermöglicht es, medizinische Bilder in elektronischer Form zu speichern, zu verarbeiten und darzustellen. Der Austausch von Patientendaten wird vereinfacht und der Informationstransfer beschleunigt. Diagnose und Befundungen über Netzwerke sind möglich und eröffnen neue Möglichkeiten in der medizinischen Kommunikation. Für die Gewährleistung der Wiedergabekonstanz von Bildwiedergabesystemen wie CRT- und LCD-Monitore sind Richtlinien notwendig, die messbare Parameter definieren.
Die Lapped Hartley Transformation (LHT) ist eine neue reelwertige Transformation zweidimensionaler Bilddaten unter Verwendung überlappender Basisfunktionen. In dieser Arbeit wird ihr Einsatz als Alternative zur diskreten Kosinustransformation (DCT) für die Bildkompression nach dem JPEG-Verfahren untersucht. Die LHT wird hierzu an verschiedenen Bildbeispielen mit anderen Transformationen (DCT, MLT, LDT) quantitativ und visuell verglichen. Außerdem wird die Korreletion der Koeffizienten untersucht. Hierbei kommen die frei verfügbare Bildverarbeitungssoftware ImageJ und bereits vorhandene Java-basierte Implementierungen der untersuchten Kompressionsverfahren zum Einsatz.