Bildverarbeitung – eine vollständige Aufschlüsselung des Konzepts

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Die Bildverarbeitung ist ein wichtiges Konzept, insbesondere für jeden, der den technologischen Wandel im Blick behalten möchte. Die digitale Bildverarbeitung ist mittlerweile Bestandteil vieler verschiedener Bereiche. Benutzen Sie diesen Leitfaden, um sich mit dem Thema vertraut zu machen.

Was bedeutet Bildverarbeitung?

Unter Bildverarbeitung versteht man die Handhabung und Entwicklung eines Bildes unter Einbeziehung verschiedener Messgrößen, einschließlich der Erkennung von Objekten. Bei der digitalen Bildverarbeitung wird ein Bild anhand mathematischer Algorithmen bearbeitet, um seine Eigenschaften wie z. B. den Kontrast zu evaluieren und zu modifizieren. Digitale Verarbeitung wird sowohl bei Film- als auch bei Digitalkamera-Aufnahmen angewendet.

Es ist zu beachten, dass sich die Bildverarbeitung von der Bildbearbeitung unterscheidet. Letztere behandelt die Veränderung eines Bildes unter künstlerischen Gesichtspunkten. So werden bei der Bildbearbeitung beispielsweise Farben, Bildstile oder das Layout von Grafiken geändert. Die Bildverarbeitung hingehen ist ein eher technischer Vorgang, der Dinge wie z. B. den Qualitätsverlust von Grafiken betrifft.

Eine Abbildung veranschaulicht das Prinzip der Gesichtserkennung, ein Bestandteil der Bildverarbeitung.
Das Erkennen von Objekten einschließlich Gesichtern ist ein Bestandteil des Bildverarbeitungsverfahrens.

Welche verschiedenen Bildtypen gibt es?

Monochrom

Auch unter der Bezeichnung Binärbild bekannt, setzt sich ein monochromes Bild aus Pixeln zusammen, die genau zwei Werte haben können. Dabei steht der Wert 0 für Schwarz und der Wert 1 für Weiß.

8-Bit-Farbtiefe

Das 8-Bit-Bild ist das am häufigsten verwendete Format. Es umfasst 256 Farbtöne, wobei Null für Schwarz und 255 für Weiß steht. Es wird auch als Graustufenbild bezeichnet.

Eine Graustufenabbildung der Weltkarte.
Diese Weltkarte ist ein Beispiel für ein Graustufenbild.

16-Bit-Farbtiefe

Das 16-Bit-Bild arbeitet mit Farben, wobei sich bestimmte Farbformate voneinander unterscheiden. Die Farbverteilungsskala unterscheidet sich stark vom 8-Bit-Format.

Bildverarbeitung in der Anwendung

Nachfolgend betrachten wir einige Beispiele für die Anwendung von Bildverarbeitung. Das sind nicht die einzigen Einsatzmöglichkeiten, doch repräsentieren sie einen großen Teil der gängigsten und wichtigsten Anwendungsfälle.

Videoverarbeitung

Es klingt vielleicht seltsam, doch eines der Einsatzgebiete der Digitalbildverarbeitung ist die Videoverarbeitung. Das liegt daran, dass Videos sich aus einer Reihe von Einzelbildern zusammensetzen, die schnell hintereinander gezeigt werden und so ein bewegtes Bild ergeben. Die Bildverarbeitung betrifft die Erkennung der Bewegung in diesen Videos.

Korrektur der Bildschärfe

Die Änderung der Bildschärfe betrifft die Umwandlung des sensorischen Aspekts eines Bildes. Die Veränderung des Bildes soll ein bestimmtes gewünschtes Ergebnis erzielen. In diesem Fall geht es um die Bearbeitung von Unschärfe oder die Erkennung von Kanten.

Eine Schautafel für eine Augenuntersuchung.
Ein Beispiel für Bildverarbeitung ist ein Sehtest, bei dem ein Teil des Bildes unscharf ist.

Anwendung in der Medizin

Im Medizinbereich gibt es viele verschiedene Prozeduren und Arbeitsgänge, in denen die Verarbeitung von Bildern eine Rolle spielt. So sind beispielsweise bildgebende Verfahren wie Röntgenaufnahmen und CT-Scans auf entsprechende umfangreiche Verarbeitung der Bilddaten angewiesen.

Mustererkennung

Die Mustererkennung (pattern recognition) bezeichnet einen Maschinenlernprozess, bei dem anhand von Daten im Bild bestimmte Muster und andere Regelmäßigkeiten erkannt werden. Hier wird die Bildverarbeitung als Ergänzung und zur Unterstützung der Mustererkennung eingesetzt.

Robotik

Robotische Konstruktionen arbeiten auf der Basis von Digitalbildverarbeitung. So navigiert beispielsweise ein Roboter durch einen Raum, indem er sich mit Hilfe von der verarbeiteten Bildinformation selbst lenkt.

Wie man sieht, ist die Bildverarbeitung ein verbreiteter Bestandteil unseres täglichen Lebens. Wenn sich die Technologie verändert, entwickelt sich auch die – insbesondere digitale – Bildverarbeitungstechnologie mit ihr weiter. Schaffen Sie sich eine Wissensgrundlage zu diesem Thema, um zu verstehen, wie die Zukunft der Technik aussehen wird.

Casey Schmidt – Content Manager and Industry Expert | Canto

Casey Schmidt ist Content Manager bei Canto und interessiert sich dafür, komplexe Themen zu erfassen und für unsere Leser leicht verständlich zu machen.