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Bildverarbeitungssysteme
Projekt Espresso – WS 2003-04
-> Übersicht
von Nicolas Mayer, Christian Kanthak & Rafael Karbowski
1
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1. Orasis3D
2. ImageMagick
3. Open CV
4. Zusammenfassung
Projekt Espresso – WS 2003-04
-> Orasis3D
Übersicht:
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Projekt Espresso – WS 2003-04
-> Übersicht Orasis3D 3
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Orasis3D
Überblick: Orasis3D
Projekt Espresso – WS 2003-04
1. Geschichte
2. Oberfläche 3. DLL´s
4. Bibliotheken
5. Pro und contra
6. Zukunft
-> Geschichte 4
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Orasis3D Projekt Espresso – WS 2003-04
Geschichte●Laserkamera ('96)●MatLab●TZI-Vision (später Orasis)●Programm für die VL● Ab '99 für Projekte●Container Auftrag
-> Oberfläche 5
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Orasis3D Projekt Espresso – WS 2003-04
Oberfläche
●Erweiterbarkeit (Integrator)●Bildtypen (BMP, PMI, POLY, JPG)●Fehler●Twain Schnittstelle●3D Laser Kamera Ansteuerung mittels Corba Schnittstelle●Projekte
-> DLL's 10
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Orasis3D Projekt Espresso – WS 2003-04
DLL's
●Borland
●Templates
●VisionImage (Array)
●Andere Filter nicht direkt aufrufbar
-> Bibliotheken 11
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Orasis3D Projekt Espresso – WS 2003-04
Bibliotheken●DLL's (DLL-Loader: ParameterInfo, FunctionInfo)●Andere Bibliothek für das Bilderladen (VisionImage)●Borland (Windows, C++)●Std Funtionen (BV1/BV2)●Methoden
(Intensitätsclipping, Konvertierung,Kantendetektion, Arithmetik, Glättung,Binär/Farboperatoren, 3D)
-> Pro und contra 12
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Orasis3D Projekt Espresso – WS 2003-04
Pro●BV1●TZI●Oberfläche●In Entwicklung
Contra●Keine Schnittstelle●Nur Borland●Bilder laden●Wenige Funktionen●Filter kombinieren●In Entwicklung
-> Zukunft 13
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Orasis3D Projekt Espresso – WS 2003-04
Zukunft
●Bibliothek●Realtime Orasis (TCP/IP)●Borland
-> ImageMagick 14
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ImageMagickhttp://www.imagemagick.org/
Projekt Espresso – WS 2003-04
-> Übersicht ImageMagick
Pineapple USA Inc.
15
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Projekt Espresso – WS 2003-04
-> Was ist ImageMagick
1. Was ist ImageMagick?
2. Einsatzgebiete? 3. Münzbeispiel
4. Gebirgsbeispiel
5. Quellcode-Beispiel
6. Vorteile?
7. Nachteile?
ImageMagick
Überblick: ImageMagick
1616
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Projekt Espresso – WS 2003-04
-> Einsatzgebiete
ImageMagick
- Bibliothek zur Bildverarbeitung
- Sammlung von Funktionen
- frei verfügbar
- Author: John Cristy
- Copyright: ImageMagick Studio LLC
- Version5.5.8: Sammlung von Tools, Bibliotheken & Programmen
- Mitarbeiter: Dr. Alexander Zimmermann (Uni Passau)
1. Was ist ImageMagick?
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Projekt Espresso – WS 2003-04
-> Münzbeispiel
ImageMagick
- Konvertieren eines Bildformates in ein anderes Bildformat
- Vergrößern, verkleinern, schärfen & rotieren
- Filtern von Bildern
- Hinzufügen von Bildern zu einer gif-Animation
- Zusammensetzen von zwei Bildern zu einem
- Hinzufügen von Text oder Figuren
- Erstellen und bearbeiten von 3D- Objekten
2. Einsatzgebiete
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Projekt Espresso – WS 2003-04
-> Gebirgsbespiel
ImageMagick
3. Münzbeispiel
19
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Projekt Espresso – WS 2003-04
-> Quellcode
ImageMagick
4. GebirgsbeispielAyers RockUluru
convert -charcoal 2 input.jpg output.jpg
convert -charcoal 10 input.jpg output.jpg
20
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Projekt Espresso – WS 2003-04
-> Vorteile
ImageMagick
5. Ein klein wenig Quellcode
21
#include <Magick++.h> #include <iostream>
using namespace std; using namespace Magick;
int main(int argc,char **argv){ Image master("horse.jpg"); Image second = master; second.zoom("640x480"); Image third = master; third.zoom("800x600"); second.write("horse640x480.jpg"); third.write("horse800x600.jpg"); return 0; }
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Projekt Espresso – WS 2003-04
-> Nachteile
ImageMagick
- mehr als 89 Formate (JPEG, GIF, RGB, PS, AVI, MPEG)
- mehrere Programmiersprachen (C, C++, Java, PHP, usw.)
- über 200 Funktionen
- sehr ausführliche Api
- Homepage beim Download dabei
- 10 sehr umfangreiche Programme
6. Vorteile
22
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Projekt Espresso – WS 2003-04
-> OpenCV
ImageMagick
- Unter Windows nur Visual C++ und Cygwin (GCC) unterstützt
- schlechte Installationsbeschreibung
- Api manchmal etwas undurchsichtig
- Komplette Funktionalität nur über viele Zusatzinstallationen
- Viele Funktionen nur über Parameter
7. Nachteile
23
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OpenCV
Intel® Open Source Computer Vision Library
Projekt Espresso – WS 2003-04
-> Überblick Open CV 24
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Projekt Espresso – WS 2003-04OpenCV
1. Beschreibung
2. Inhalt
3. Dokumentation
4. persönliche Erfahrungen
Überblick:
-> Konzept 25
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Projekt Espresso – WS 2003-04OpenCV
- Unterstützung der Arbeit im Bereich Computer Vision
- Anwendungen: Mensch-Maschine-Schnittstelle,Automatismus, Biometrie und Sicherheit
- Bereitstellung einer frei verfügbaren und offenenInfrastruktur
- Vereinung bisheriger Bemühungen undLeistungsoptimierung
Konzept
-> Umfang 26
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Projekt Espresso – WS 2003-04OpenCV
- Open-Source Bibliothek (kommerzielle und nichtkommerzielle Anwendungen)
- C-Funktionen (>300) und C++-Klassen
- Algorithmen (>350) der Bildverarbeitung undComputer Vision(Image Processing and Computer Vision)
Umfang
-> Entwicklung 27
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Projekt Espresso – WS 2003-04OpenCV
- OpenCV: Intel® Open Source Computer Vision Library
- Größter Anteil der Entwicklung von Intel Research Lab(Nizhny Novgorod, Russia)
- zusätzliche Unterstützung von Anwendern durchRatschläge, Fehlerberichte, Patches, ...
Entwicklung
-> Veröffentlichung 28
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Projekt Espresso – WS 2003-04OpenCV
Veröffentlichungen
- 2000: erste Version
- derzeit: beta 3.1
- in Entwicklung: beta 4
- Homepage: http://sourceforge.net/projects/opencvlibrary
-> Schnittstellen 29
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Projekt Espresso – WS 2003-04OpenCV
Schnittstellen
- direkte Unterstützung für IPP
- IPP: Intel® Integrated Performance Primitives http://www.intel.com/software/products/ipp/ippvm20/index.htm
-> Schnittstellen 30
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Projekt Espresso – WS 2003-04OpenCV
Schnittstellen
- implementiert:1. EiC - ANSI C Interpreter2. Ch - ANSI C/C++ Interpreter3. MATLAB - Umgebung für
numerische Programmierung
- weitere in Entwicklung
-> Plattformen 31
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Projekt Espresso – WS 2003-04OpenCV
Plattformen
- besonders 32bit-Systeme(am besten mit IPP auf Intelprozessoren)
- Windows 95/98/2000 (/XP), Windows NT, Linux
-> Installation 32
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Projekt Espresso – WS 2003-04OpenCV
Installation
- Windows: Ausführen der .exe
- Linux: Standardprozedur(Entpacken, Konfigurieren, Kompilieren, Installieren)
-> Compiler 33
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Projekt Espresso – WS 2003-04OpenCV
Compiler
- Windows: Microsoft Visual C++ ab 6.0,Intel Compiler ab 6.0,Borland C++ ab 5.5 (free),GNU C/C++ ab 2.95.3
- Linux:GCC (RedHat 8.0 GCC 3.2, SuSE 8.0 GCC 2.95.3)
-> Überblick 34
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Projekt Espresso – WS 2003-04OpenCV
1. Beschreibung
2. Inhalt
3. Dokumentation
4. persönliche Erfahrungen
Überblick:
-> Bewegungsanalyse & Objektverfolgung 35
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Projekt Espresso – WS 2003-04OpenCV
Bewegungsanalyse und Objektverfolgung (Tracking)
- Background Subtraction Funktionen
- Motion Templates
- Funktionen des CamShift-Algorithmus
- Active Contours (Snakes)
- Berechnung des optischen Flusses (Optical Flow)
- Estimators (Kalman und ConDensation)
-> Bildanalyse 36
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Projekt Espresso – WS 2003-04OpenCV
Bildanalyse
- Erkennung von Konturen (Contour Retrieving)
- Ermittlung von Ecken und anderen primitivengeometrischen Formen (Feature Detection)(Algorithmen Sobel, Laplace, Canny und HoughTransformation)
- Untersuchung mit Hilfe gängiger statistischerMethoden (Image Statistics)
- Laplace und Gauss’sche Pyramiden (Pyramids)
- Morphing-Algorithmen (Morphology)
-> Bildanalyse 37
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Projekt Espresso – WS 2003-04OpenCV
Bildanalyse
- Skelett eines Objektes erstellen oder denObjektumriss analysieren (Borgefoss-Algorithmus)
- Störungen einer bestimmten Farbe aus einem Bildeliminieren
- Graustufenbilder in schwarz/weiß Darstellungüberführen (Tresholding)
- Flood Filling-Routinen
- Histogramm-Funktionen
-> Strukturanalyse 38
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Projekt Espresso – WS 2003-04OpenCV
Strukturanalyse
- Umriss von Objekten nachzeichnen
- Objekte als Polygonzüge beschreiben(Contour Processing)
- Bildinhalte durch einfache geometrische Formen(Linien, Ellipsen, etc.) darstellen (Geometry)
-> Objekterkennung 39
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Projekt Espresso – WS 2003-04OpenCV
Objekterkennung
- Eigen Objects Funktionen(Embedded Hidden Markov Model)
-> 3D Rekonstruktion 40
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Projekt Espresso – WS 2003-04OpenCV
3D-Rekonstruktion
- Kamera-Kalibrierung mit Direkten LinearenTransformationsverfahren (DLT)
- View Morphing Algorithmen
- Berechnung der Position eines bekannten Objekts imRaum (POSIT-Algorithmus)
- Tiefeninformation aus einem Bildpaar(Block-Matching, Lucas & Kanade, Horn & Schunk)
- statische Gestenerkennung (Gesture Recognition)
-> Graphische Oberfläche 41
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Projekt Espresso – WS 2003-04OpenCV
Graphische Oberfläche
- nur Windows
- Camera Calibration Tool
- Face Recognition Tool
- Pyramidal Lucas-Kanade Feature Tracker
- Camshift Tracker, Kalman Tracker,ConDensation Tracker, 3D Tracker (experimentell)
-> Übersicht 42
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Projekt Espresso – WS 2003-04OpenCV
1. Beschreibung
2. Inhalt
3. Dokumentation
4. persönliche Erfahrungen
Überblick:
-> Download OpenCV-Website 43
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Download OpenCV-Website
- HTML-Referenz (API)
- Tutorial (Linux)
- FAQ, Installition Guide
-> Online 44
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online
- Yahoo-Group:http://groups.yahoo.com/group/OpenCV
-> Überblick 45
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1. Beschreibung
2. Inhalt
3. Dokumentation
4. persönliche Erfahrungen
Überblick:
46
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Projekt Espresso – WS 2003-04OpenCV
- OpenCV beta 3.1
- .exe in Windows XP
- Visual C++
-> Zusammenfassung 47
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Projekt Espresso – WS 2003-04
Auswertung
Orasis3D
ImageMagick
OpenCV
-> Auswertung der drei Systeme 48
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Projekt Espresso – WS 2003-04
-> Literaturverzeichnis
Vergleich
Orasis 3D ImageMagick OpenCV
OS Windows Windows, Linux, Mac Windows, Linux
Oberfläche Einfach und ausführlich - Zum Testen (Windows)
Compiler Borland C++ C++
Bibliothekumfang Klein Umfangreich Umfangreich
Funktionsaufruf Schwierig Standard C++ Standard C++
Dokumentation Kurzbeschreibung API, FAQ API, FAQ, Yahoo-Group
Lizenz Frei für Uni Frei Frei
Sonstiges TZI, BildVerarb1 Weit verbreitet Gesichtserkennung
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Projekt Espresso – WS 2003-04
[1] Intel OpenCV-Website, Januar 2003,<http://www.intel.com/research/mrl/research/opencv/index.htm>
[2] Power-Point Präsentation „OpenCV – Intel Open Source Computer
Vision Library“, Intel Corporation, 2001,<http://sourceforge.net/projects/opencvlibrary/>
[3] "Programming with Intel IPP and Intel OpenCV
under GNU Linux", Jerome Landre, 2003,<http://sourceforge.net/projects/opencvlibrary/>
[4] "Interface Tools", Christoph Gellert, 2002,
<http://antville.medien.uni-weimar.de/static/files/vj/Interface%20Tools%20PDF.pdf>
[5] Software Intel OpenCV beta 3.1, Januar 2003,
<http://sourceforge.net/projects/opencvlibrary/>
[6] Orasis3D<http://www.orasis3D.de/>
[7] Imagemagick<http://www.imagemagick.org/><http://imagemagick.sourceforge.net/>
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