Spektrale Charakterisierung von Farbbildsensoren zur anwendungsspezifischen Kameraparametrierung

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• Publisher: Cuvillier Verlag
• Year: 2008
• eBook ISBN:
  9783736925502
• Print ISBN:
  9783867275507
• Edition: 1

Die Bestimmung der spektralen Empfindlichkeit eines Farbbildaufnahmesystems, beispielsweiseeiner digitalen Kamera, ist eine wichtige Voraussetzung für die modellbasierte Anpassung derFarbkorrektur an die Beleuchtungsbedingungen in speziellen Anwendungen oder zur Generierungvon Geräteprofilen für ein Farbmanagementsystem.In dieser Arbeit wurde erstmalig ein Verfahren zur indirekten Bestimmung der spektralen Empfindlichkeitentwickelt, in die Praxis umgesetzt und untersucht, welches auf einem geringen mittelsOptimierungsmethoden selektierten Farbprobensatz basiert. Das indirekte Verfahren besitztgegenüber einem direkten die Vorteile, dass die verwendeten breitbandigen Farbproben zu einervergleichsweise höheren Strahlungsleistung am Bildsensor führen, dass diese Proben eher den impraktischen Einsatz auftretenden Bedingungen entsprechen und dass das Verfahren in der Umsetzungkostengünstiger ist. Ein wesentlicher Beitrag zur Verbesserung des indirekten Messverfahrensliegt in der neuen Methode zur automatischen Selektion der für das Verfahren am bestengeeigneten Farbproben. Dieser als Lagrange-Multiplikator-Methode bezeichnete Ansatz zur Selektionbasiert auf einer analytischen Untersuchung des quadratischen Optimierungsproblems undliefert einen optimalen Probensatz für die gewählte Messaufgabe. Die Ergebnisse des indirektenVerfahrens wurden denen eines direkten Verfahrens gegenübergestellt. Die beiden Ergebnisse weiseneine sehr hohe Ähnlichkeit auf und können im Rahmen der Messungenauigkeit als identischbetrachtet werden. Eine weitere Bestätigung der Ergebnisgüte wurde durch einen Vergleich basierendauf einem Testfarbprobensatz geliefert. Die gezeigten Resultate qualifizierten das entwickelteindirekte Messverfahren zum Einsatz in der täglichen Praxis. Dabei ließ sich der zusätzliche Vorteileines geringen Kalibrieraufwands nachweisen.Als weiterer Kernpunkt wurden neue Methoden zur modellbasierten Optimierung von Farbkorrektur-Transformationen entwickelt und bisherigen Ansätzen aus der Literatur gegenübergestellt.Das angesetzte spektrale Modell erlaubt unter Nutzung der indirekt bestimmten Empfindlichkeiteneine hohe Flexibilität in der Berücksichtigung realer Lichtquellen, definierter Normlichtarten, Testkarten und vermessener realer und generierter virtueller Objektspektren zur optimalen Anpassungder Farbreproduktion an bestimmte Anwendungsbedingungen. Um neben der Farbtreueauch die Wirkung einer Transformation auf das Signal-Rausch-Verhältnis in den Bilddaten zuoptimieren, wurde ein neuer Ansatz zur Integration einer empfindungsgemäßen Bewertung desRauschens in die quadratische Optimierung präsentiert. Des Weiteren wurde eine neue als Triplematrixbezeichnete Methode zur optimalen Farbkorrektur für mehrere und variierende Aufnahmebeleuchtungenvorgestellt. Zur dynamischen Anpassung der Farbkorrektur, einem automatischenWeißabgleich, lässt sich die Triplematrix in direkter Verbindung mit verschiedenen veröffentlichtenFarbkonstanzalgorithmen nutzen. Die praktische Anwendbarkeit der entwickelten Methodenwurde beispielsweise anhand eines Dermatoskopiesystems gezeigt.

Table of contents

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