Wissensbasierte Systeme
WBS Der Schwerpunkt dieser Vorlesung liegt auf dem Gebiet der Bildverarbeitung, der Clusteranalyse und der Klassifikation. Im SS 2000 werden noch Expertensysteme dazukommen. Begriffsdefinition der Bildverarbeitung Mit Unterstützung von Prof. Dr. Heinz-Georg Fehn von der FH Münster wurden diese Seiten erstellt. Die Bildverarbeitung hat bereits in alle technischen und nichttechnischen Bereichen Einzug gehalten. Je nach Bereich werden mehr oder weniger komplexe Methoden zur Bearbeitung der Bilder angewendet. Zunächst soll daher der Begriff Bildverarbeitung näher spezifiziert werden: Bildverarbeitung läßt sich definieren als die Beschäftigung mit Bildern und deren Manipulation technischen Hilfsmitteln mit dem Ziel
Ein klassisches Einsatzfeld für Bildverbesserungen findet sich u.a. in der Medizin. Ziel ist es hierbei spezielle Details von z.B. Röntgenbildern so aufzubereiten, dass sie der Interpretation durch den Arzt leichter zugänglich sind. ( Wenn Sie das Bild anklicken, sollte die Bildverbesserung vorgeführt werden und Sie hören die Stimme von Prof. Dr. Fehn.) Durch Verfahren der Kontrastmanipulation wird der Detailreichtum verdeutlicht und eine Kantenverstärkung führt zur Hervorhebung Randstrukturen Um die Verdeutlichung der Strukturen im Röntgenbild zu erreichen sind bereits Verfahren aus dem Bereich der Bildrestaurierung eingesetzt worden. Ein klassisches Beispiel der Bildrestaurierung stammt aus [Jar90] und ist in den folgenden Bildern dargestellt. Eine während der Bildaufnahme vorhandene Defokussierung des Bildaufnahmesystems führt zu einer unscharfen Abbildung der Vorlage, hier einer Textvorlage Lässt sich die zur unscharfen Abbildung führende Verwaschungsfunktion systemtheoretisch erfassen, führt eine Bearbeitung des Bildes mit der inversen Verwaschungsfunktion (Korrekturfilter) zur Korrektur der Defokussierung. Ziel der Codierung von Bildern ist es, die bildbeschreibende Datenmenge, zu halten. Gleichzeitig jedoch soll der Bildinhalt durch Verfahren der Datenkompression verändert werden, so daß nach der Dekompression der gesamte Bildumfang für den Betrachter oder zur Auswertung wieder zur Verfügung steht. Wesentlichstes Einsatzfeld der Datenkompression ist zur Zeit der Multimediabereich, z.B. eine im Frequenzbereich arbeitenden Datenkompression, die JPEG-Codierung. Bei dem Bildverstehen und der Bildinterpretation werden die Verfahren und Methoden aus Bildverbesserung, Bildrestaurierung und der Bildcodierung mit dem Ziel genutzt, eine vom Bildinhalt abhängige Aussage zu generieren. Dies kann ebenso das Lesen von Dokumenten zur Schrifterkennung wie auch die Kenngrößenermittlung eines Objektes zur Vermessung oder für Robotorapplikationen. Wie schwierig Bildverstehen und Bildinterpretation sein kann, verdeutlicht das folgende Bild . Es stellt eine Anzahl von scheinbar willkürlich angeordneten schwarzen Flecken dar. Während der Mensch in der Lage ist, solche Bilder zu verstehen und zu interpretieren, ist ein Rechnersystem mit diesen Aufgaben im allgemeinen überfordert. Eine grundlegende Übersicht über Bildverarbeitung und Bildverarbeitungssysteme ist im Tutorial von Prof. Dr. Fehn, FH Münster gegeben, die als *.pdf Datei vorhanden ist Bildverarbeitung - Verarbeitung von Bildern Clusteranalyse Algorithmen und unterschiedliche Klassifikaionsverfahren vom Schwellwertklassifikator über den Nächsten Nachbarklassifikator, Neuronaler Netz Klassifikator bis zum Quadratmittelklassifikator ergänzen diese Vorlesung. |