IN2016 Bildverstehen II - Robot Vision at TU München

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Kapitel 4 - Wie können Artifakte und große Rekonstruktionsfehler an den Kanten vermieden werden beim Demosaicking? 


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Kapitel 4 Wie entsteht Farbe?  Nennen Sie 4 Entstehungsformen

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Kapitel 4 

Was sind Lichtquellen? 


Nennen sie einige Beispiele

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Kapitel 4

Normlichtarten

Nennen Sie wichtige Normlichtarten


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KApitel 4 Nennen und erklären sie Wege wie Licht mit Objekten interagieren kann... 

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Kapitel 4 

Was ist die Absorption von Objekten? 

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Kapitel 4 

Was ist Transmission? 

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Kapitel 4 Farbbilderkennung


Was ist die Streuung von Objekten? 

Was ist Diffuse Reflexion und was ist Transluzenz? 

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Kapitel 4


Was ist Fluoreszenz? 

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Kapitel 4 Erläutern Sie die folgenden Beschreibungen von Farbe 

1. Transmissionsgrad

2. Reflexionsgrad

3. Remissionsgrad


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Kapitel 4 Farbbilderkennung


Was ist die Definition von Farbe nach DIN 5033? 

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Kapitel4 Was ist Metamerie?


Was ermöglicht die Metamerie Eigenschaft? 

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IN2016 Bildverstehen II - Robot Vision

Kapitel 4 - Wie können Artifakte und große Rekonstruktionsfehler an den Kanten vermieden werden beim Demosaicking? 


Wie im folgenden Beispiel zu sehen führt die binlineare Interpolation zu großen Rekonstruktionsfehlern an Kanten, sowie Artefakte (durch Interpolation des Grünkanals . 

Fixing of the Problem: 

1.Reduktion durch Anti-Aliasing Filter

2. keine Interpolation über Kanten hinweg um reißverschlußartige Artefakte zu vermeiden 

3. Vermeidung durch korrektur der Interpolation des Grünkanals 

“Berechnung der partiellen Ableitungen in Zeilen- und Spaltenrichtung für ein zu interpolierendes Pixel im

Grünkanal und lineare Interpolation in Richtung für die die partielle Ableitung den kleineren Betrag besitzt”

4. Korrelation der Kanäle 

Ausnutzung der lokalen Korrelation zwischen den Farbkanälen. Schätzung der fehlenden Farbwerte aus den jeweils vorhanden Farbwerten (-> Glättungsfilter in die horizontale oder vertikale Richtung)

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Kapitel 4 Wie entsteht Farbe?  Nennen Sie 4 Entstehungsformen

Farbe entsteht durch…
 Eine Lichtquelle
 Die physikalische Modifikation des Lichts durch die Körperfarbe eines Objekts (Reflexion, Transmission)
 Die Wahrnehmung im Auge
 Die Interpretation im Gehirn

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Kapitel 4 

Was sind Lichtquellen? 


Nennen sie einige Beispiele

Lichtquellen

Lichtquellen mit weißem Licht (Licht aller sichtbaren Wellenlängen):
 Sonne
 Glühlampen
 Leuchtstofflampen

relative Lichtleistung: Energie/Leistung für eine bestimmte Wellenlänge

Leistungsverteilung:
spektrale Leistungsdichte (spectral
power distribution) 

oder 

spektrales Leistungsspektrum 

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Kapitel 4

Normlichtarten

Nennen Sie wichtige Normlichtarten


CIE Normen 

Je nach Anwendung verschiedene normierten Lichtarten 

Type 1: 

Wichtig. Normlichtart D x : 

Tageslicht mit einer ähnlichsten
Farbtemperatur von T = 100xK (10000K = 6000 °C)

 

Normlichtarten HP1 – HP5: Verschiedene Arten von Hochdruck- Entladungslampen (High Pressure discharge lamps):
Natriumdampflampen ( Straßenbeleuchtung) und
Halogenmetalldampflampen (Stadionbeleuchtung)

Normlichtarten FL1 – FL12 (früher F1 – F12): Lichtspektren von verschiedenen Arten von Leuchtstofflampen älterer Bauart
(„Kaufhauslicht“)
Normlichtarten FL3.1 – FL3.15: Lichtspektren von
verschiedenen Arten von Leuchtstofflampen neuerer Bauart

LED

Normlichtarten:
LED-V1, LED-V2: Lichtspektren von verschiedenen Arten von LED-Lampen (LED-B1 – LED-B5: Phosphor-basierte LEDs, LED-BH1: Hybrid-LEDs, LED-RGB1: RGB-LEDs, LED-V1, LED-V2: Violett-gepumpte Phosphor-basierte LEDs)

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KApitel 4 Nennen und erklären sie Wege wie Licht mit Objekten interagieren kann... 

1. Transmission

2. Absorption 

3. Streuung 

4. Fluoreszenz

1. Transmission

Falls ein Objekt transparent ist, wird das Licht durch das Objekt
hindurch übertragen (transmittiert)

Falls das Lichtspektrum im wesentlichen unverändert transmittiert
wird, erscheint das Objekt farblos, ansonsten farbig

IN2016 Bildverstehen II - Robot Vision

Kapitel 4 

Was ist die Absorption von Objekten? 

Das Objekt kann das Licht auch absorbieren
 Die Energie des absorbierten Lichtes wird (unter anderem) in
Wärme umgewandelt
 Die Absorption hängt von der Wellenlänge des Lichts ab und
erzeugt eine charakteristische Körperfarbe des Objekts
 Falls ein Objekt nur einen Teil des Lichts absorbiert, erscheint das
Objekt farbig (kann aber immer noch transparent erscheinen)
 Falls das gesamte Licht absorbiert wird, erscheint ein Objekt
schwarz und undurchsichtig (opak)

IN2016 Bildverstehen II - Robot Vision

Kapitel 4 

Was ist Transmission? 

Falls ein Objekt transparent ist, wird das Licht durch das Objekt
hindurch übertragen (transmittiert)

Falls das Lichtspektrum im wesentlichen unverändert transmittiert wird, erscheint das Objekt farblos, ansonsten farbig

-> Objekt bricht das transmittierte Licht (je nach Wellenlänge) (+ Teil reflektiert) 

-> Aufspaltung des Lichtes in sein Frequenzspektrum 

IN2016 Bildverstehen II - Robot Vision

Kapitel 4 Farbbilderkennung


Was ist die Streuung von Objekten? 

Was ist Diffuse Reflexion und was ist Transluzenz? 

Definition: Streuung ist ein Prozeß, bei dem ein Teil des Lichts absorbiert wird und mit derselben Wellenlänge in alle Richtungen wieder abgestrahlt (reflektiert) wird

Die Streuung hängt von der Wellenlänge des Lichts ab

Beispiele:
 Die blaue Farbe des Himmels entsteht durch Streuung des
Sonnenlichts an den Molekülen der Atmosphäre (kurzwelliges
Licht wird stärker gestreut als langwelliges)
 Streuung an größeren Partikeln sorgt für die weiße Farbe von
Wolken, Rauch etc.

Diffuse Reflexion: Falls ein Objekt das Licht genügend streut, spricht man von diffuser Reflexion
Transluzenz (Milchglas) Falls nur ein Teil des Lichts gestreut wird und ein Teil transmittiert
wird

IN2016 Bildverstehen II - Robot Vision

Kapitel 4


Was ist Fluoreszenz? 

Licht, das absorbiert wird, kann, neben der Umwandlung in Wärme, auch mit einer anderen Frequenz emittiert werden
 Je nachdem, wie schnell das Licht emittiert wird, spricht man von Fluoreszenz (schnelle Emission) oder Phosphoreszenz (langsame Emission)
 Das emittierte Licht hat eine größere Wellenlänge (niedrigere
Energie), als das absorbierte Licht –> Remission
 Falls das Licht im UV-Bereich absorbiert (300 nm – 400 nm) und im sichtbaren Bereich (400 nm – 500 nm) remittiert wird, spricht man von einem optischen Aufheller („Weißmacher“; optical brightener oder fluorescent whitening agent)
 Falls das absorbierte und das abgestrahlte Licht beide im
sichtbaren Bereich liegen, spricht man von einem fluoreszierenden Farbmittel (fluorescent colorant)

IN2016 Bildverstehen II - Robot Vision

Kapitel 4 Erläutern Sie die folgenden Beschreibungen von Farbe 

1. Transmissionsgrad

2. Reflexionsgrad

3. Remissionsgrad


Transmissionsgrad (transmittance): Das Verhältnis von
transmittiertem zu auftreffendem Licht (bei transparenten
Objekten)
 Reflexionsgrad (reflectance): Das Verhältnis von reflektiertem
zu auftreffendem Licht (bei opaken Objekten)
 Remissionsgrad: Das Verhältnis von remittiertem zu
auftreffendem Licht (bei fluoreszierenden Objekten)

Alle drei Größen hängen von der Wellenlänge ab

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Kapitel 4 Farbbilderkennung


Was ist die Definition von Farbe nach DIN 5033? 

Definition Farbe DIN 5033: 

Farbe ist diejenige Gesichtsempfindung eines dem Auge des Menschen strukturlos erscheinenden Teiles des Gesichtsfeldes, durch die sich dieserTeil bei einäugiger Beobachtung mit unbewegtem Auge von einem gleichzeitig gesehenen, ebenfalls strukturlosen angrenzenden Bezirk allein unterscheiden kann. 


–> Farbe ist keine physikalische Größe sondern die Empfindung durch die Verarbeitung von Farbvalenzen auf der Netzhaut des Auges 

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Kapitel4 Was ist Metamerie?


Was ermöglicht die Metamerie Eigenschaft? 

Da das Auge nur drei unterschiedliche Farbsensoren besitzt, können Farbreize mit unterschiedlichen Spektralverteilungen zu identischen Aktivierungen der Zapfen führen

Potential: Metamerie ermöglicht Farbwiedergabe mit drei Grundfarben: 

Additive Farbmischung: Rot, Grün, Blau bei Monitoren oder Fernsehern
Substraktive Farbmischung: Cyan, Magenta, Gelb (und Schwarz) bei Druckern 

Beleuchtungsvarianz: Unterschiedliche Wahrnehmung der Farben bei unterschiedlicher Beleuchtung

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