digitale Bildverarbeitung


digitale Bildverarbeitung
I
 
Informatik: Teil der grafischen Datenverarbeitung. Im Unterschied zur Computergrafik, bei der aus mathematischen Modellen (Datenmodellen) Bilder erzeugt werden, werden bei der digitalen Bildverarbeitung computergerecht dargestellte Bilder zu neuen Bildern transformiert (Bildbearbeitung) und nach ihren Inhalten und Bedeutungen ausgewertet (Bildanalyse).
 
Die wesentlichen Ziele der Bildbearbeitung sind die allgemeine Verbesserung des Bildes, seine Modifikation nach gestalterischen Gesichtspunkten oder die Vorbereitung des Bildes für eine Analyse. Im Ergebnis entsteht stets wiederum ein Bild. Im Einzelnen lassen sich die Arbeitsschritte der Bildverarbeitung wie folgt beschreiben: Am Anfang steht die Digitalisierung, bei der aus einem natürlichen Bild oder einer Bildvorlage ein digitalisiertes Bild gewonnen wird. Dies geschieht z. B. mit einem Scanner oder einer Digitalkamera. Die weiteren Schritte sind Formatwandlung (Eingabe der Daten in das interne Format der Bildbearbeitungssoftware), geometrische Transformation (Drehen, Skalieren, Schneiden u. a), Farbtransformation (Farbkorrektur oder -verzerrung u. a.), Filterung (Scharf- und Weichzeichnen, Aufhellen oder Abdunkeln, Verformen oder Verzerren u. a) sowie die manuelle Bearbeitung (pixelweise Korrektur, Hinzufügen von Titeln oder Grafiksymbolen u. a.).
 
Die Bildanalyse kann in die Phasen Segmentierung und Extraktion unterteilt werden. Bei der Segmentierung wird das Bild so in Teilbereiche (Segmente) zerlegt, dass diese relevante Bildbestandteile darstellen (z. B. Trennung von Hintergrund und Objekt). Die nachfolgende Merkmalsextraktion beschreibt die Regionen hinsichtlich ihrer Lage, Ausdehnung, Form und weiterer Eigenschaften. - Die digitale Bildverarbeitung wird u. a. für medizinische und biologische Anwendungen, in der Kernphysik, Meteorologie und Kartographie (z. B. zur Fernerkundung der Erdoberfläche) genutzt und ist in der Mustererkennung von Bedeutung.
II
digitale Bildverarbeitung,
 
ein Teilgebiet der elektronischen Datenverarbeitung, das die Eingabe, Bildbearbeitung bzw. Manipulation, Analyse und Ausgabe von Bilddateien am Computer umfasst. Sie ist daher von der Computergrafik abzugrenzen, bei der aus mathematischen Modellen Bilder erzeugt werden. Die Art der Eingabe hängt bei der digitalen Bildverarbeitung davon ab, aus welchen Quellen die zu verarbeitenden Bilder stammen: Aufnahmen mit einer Digitalkamera oder einer digitalen Videokamera liegen schon in digitaler Form vor und können direkt geladen werden. Dagegen müssen mit einer herkömmlichen Kamera aufgenommene Fotos oder (Hand-)Zeichnungen zunächst mit einem Scanner in digitale Daten umgewandelt werden (Bilderfassung), da nur digitale Informationen mit dem Computer manipuliert werden können.
 
Da unkomprimierte Bilddaten große Mengen an Speicherplatz benötigen, ist meist eine effektive Bilddatenkomprimierung (Komprimierung) erforderlich. Die Ausgabe schließlich umfasst die Anzeige am Bildschirm einerseits sowie das Drucken des Bildes andererseits.
 
Die digitale Bildverarbeitung findet Anwendung in sehr vielen Bereichen. In der Wissenschaft hat die Bildverarbeitung meist zum Ziel, aus dem Bildmaterial Informationen über Eigenschaften von Objekten zu gewinnen, so etwa zur Geometrie, zur räumlichen Struktur, zur Farbe, Temperatur etc. Aus Sequenzen von Bildern können Informationen über zeitliche Abläufe extrahiert werden. Vor der Auswertung müssen die Bilder meist manipuliert werden, um bestimmte Merkmale besser erkennbar werden zu lassen. Oft kommen auch Methoden der Mustererkennung zum Einsatz. Typische wissenschaftliche Anwendungsgebiete sind die Meteorologie und die Raumfahrt (Auswertung von Satellitenbildern, z. B. Ermittlung der Temperaturverteilung eines Gebietes aus Infrarotaufnahmen) sowie die Medizin (z. B. Verarbeitung von Bildmaterial aus Tomographiegeräten).
 
Darüber hinaus wird die digitale Bildverarbeitung eingesetzt in der Industrie (z. B. Überwachung von automatisierten Produktionsabläufen), in der Architektur, in Marketing und Werbung sowie in der Fernseh- und Filmindustrie.
III
digitale Bildverarbeitung,
 
Bildverarbeitung.

Universal-Lexikon. 2012.

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