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Bild­kom­bi­na­tio­nen

 

Im vor­an­ge­hen­den Text ist schon ei­ni­ge Male von der Ad­di­ti­on oder Sub­trak­ti­on von Bil­dern die Rede ge­we­sen. Diese Ope­ra­tio­nen wer­den vor allem in Kom­bi­na­ti­on mit an­de­ren Al­go­rith­men ein­ge­setzt.

Ad­di­ti­on

Bei der Ad­di­ti­on zwei­er Bil­der wer­den die In­ten­si­tä­ten der Pixel ad­diert. Da jede Farb­kom­po­nen­te einen Wert zwi­schen 0 und 255 haben kann, kom­men am Ende Werte zwi­schen 0 und 510 her­aus. Alle Werte über 255 müs­sen auf 255 ab­ge­schnit­ten wer­den.

Bei der Ad­di­ti­on zwei­er nor­ma­ler Bil­der kommt auf­grund die­sen Ef­fekts ein Bild her­aus, das ins­ge­samt zu hell ist und sehr viele weiße Pixel hat. Denk­bar wäre es, die Hel­lig­keit der Bil­der zu­nächst zu re­du­zie­ren.

Addition

Oft wer­den aber nur Bil­der ge­rin­ger Hel­lig­keit (z.B. aus der Kan­ten­de­tek­ti­on) zu nor­ma­len Bil­dern ad­diert. Dort be­steht die­ses Pro­blem dann nicht.

Sub­trak­ti­on

Bei der Sub­trak­ti­on be­steht das um­ge­kehr­te Pro­blem. Die Dif­fe­renz der In­ten­si­tä­ten kann ne­ga­tiv wer­den. Auch hier wer­den ne­ga­ti­ve Werte zu Null, um im De­fi­ni­ti­ons­be­reich zu blei­ben. Dies kann aber z.B. beim Schär­fen ein Pro­blem wer­den, da hier auch die ne­ga­ti­ven Werte bei der Dif­fe­renz­bil­dung aus Ori­gi­nal­bild und Low­pass-Fil­ter ent­schei­dend sind. Nun muss man ent­we­der vor­über­ge­hend ne­ga­ti­ve Werte zu­las­sen (und kann das dann nicht als Bild dar­stel­len) oder man be­rech­net die Schär­fung als:

Ge­schärf­tes Bild = Ori­gi­nal + (Ori­gi­nal – Low­pass-Bild) – (Low­pass-Bild – Ori­gi­nal)

Eine an­de­re mög­li­che An­wen­dung der Sub­trak­ti­on ist die Er­ken­nung von Un­ter­schie­den in Bil­dern. Das kann z.B. bei der Er­ken­nung von be­weg­ten Ob­jek­ten (siehe Bei­spiel bei Schwarz-Weiß-Bil­dern) in Bild­fol­gen (Fil­men) ver­wen­det wer­den. Zum Bei­spiel müs­sen beim au­to­no­men Fah­ren vor allem be­weg­te Ob­jek­te be­ach­tet wer­den.

Differenzbildung bei „Finde den Unterschied“

Dif­fe­renz­bil­dung bei „Finde den Un­ter­schied“

Mul­ti­pli­ka­ti­on

Bei der Mul­ti­pli­ka­ti­on von zwei Bil­dern muss auch wie­der der De­fi­ni­ti­ons­be­reich be­rück­sich­tigt wer­den. Durch die Mul­ti­pli­ka­ti­on ent­ste­hen Werte zwi­schen 0 und 2552 = 65025. Sinn­vol­ler wäre hier eine Nor­mie­rung der In­ten­si­täts­wer­te vor der Mul­ti­pli­ka­ti­on auf einen Wer­te­be­reich von 0 bis 1. Da­durch bleibt der Wert­be­reich auch nach der Mul­ti­pli­ka­ti­on er­hal­ten. Da­nach wird der Be­reich wie­der auf 0-255 er­wei­tert.

I neu = I Bild1 255 ⋅ I Bild2 255 ⋅ 255 = I Bild1 ⋅ I Bild2 255

Man kann die Mul­ti­pli­ka­ti­on bei­spiels­wei­se nut­zen, um eine Maske auf das Bild an­zu­wen­den. Mul­ti­pli­ziert man ein Bild mit einem an­de­ren, das einen Farb­ver­lauf von schwarz nach weiß hat, er­hält man einen Ver­lauf von dun­kel nach hell im Ori­gi­nal­bild.

Multiplikation mit einer Helligkeitsmaske (eigenes Werk)

Bild­quel­le: Mul­ti­pli­ka­ti­on mit einer Hel­lig­keits­mas­ke von ZPG IMP [CC BY-SA 4.0 DE], aus 02_al­g_hin­ter­grun­d_­di­gi­ta­le_­bild­be­ar­bei­tung.odt, be­ar­bei­tet

 

Hin­ter­grund zur di­gi­ta­len Bild­be­ar­bei­tung: Her­un­ter­la­den [odt][19 MB]

Hin­ter­grund zur di­gi­ta­len Bild­be­ar­bei­tung: Her­un­ter­la­den [pdf][1,5 MB]

 

Wei­ter zu Ma­ni­pu­la­ti­on der Pi­xel­po­si­tio­nen