Kommunikationstechnik

RSS Feeds  | Alle Fachbereiche Kommunikationstechnik-Visual-98844978
25.04.2013, 15:15 Uhr | 0 |

Automatische Retusche Neues Korrekturverfahren macht Schluss mit ärgerlichen Bildfehlern

Immer wieder kommt es bei der Übertragung von Bildern oder Filmen per Smartphone oder Internet zu Bildfehlern. Eine neue Software aus Mittelfranken macht mit diesen  störenden digitalen Klötzchen jetzt endlich Schluss. Und zwar vollautomatisch.

Beispiel für die automatische Beseitigung störender Bildinhalte durch die selektive Exploration.
Á

Beispiel für die automatische Beseitigung störender Bildinhalte durch die selektive Exploration.

Foto: Jürgen Seiler

Das kennt jeder aus dem Urlaub: Strahlender Sonnenschein, die Dame des Herzens steht fantastisch aussehend am Wasserfall vor dem Regenbogen des sprühenden Wassernebels, die Idylle – festgehalten mit der Digitalkamera. Und dann zu Hause die Ernüchterung. Ein nachkommender Tourist war zu schnell und schiebt seinen blonden Kopf extrem störend ins Bild. Bisher ein Fall für die digitale Mülltonne. Denn ein solch störendes Bildelement zu beseitigen, ohne dass es auffällt, ist fast unmöglich oder mit einer schier endlosen Tüftelei mit einem Bildbearbeitungs-Programm verbunden.

Konventionelle Fehlerkorrekturen haben allesamt Schwächen

Forscher der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) wollen dieses Elend beseitigen – mit einer automatischen Fehlerkorrektur im Bild. Nun gibt es bereits diverse Verfahren zur automatischen Fehlerkorrektur im Bild. Doch diese haben alle Schwächen. Eine Variante der Fehlerkorrektur sucht sich beispielsweise in ungestörten Bildbereichen die passenden Inhalte. Pech nur, wenn keine passenden Inhalte zu finden sind. Ein anderer Ansatz setzt die Bildkanten in die gestörten Bereiche hinein fort. Bei sehr unregelmäßigen Strukturen wie einer Holzmaserung ohne deutliche Kanten scheitert dieser Ansatz ebenfalls kläglich.

Komplexe Mathematik nötig

Um diese Schwächen in der Fehlerkorrektur zu beseitigen, hat das Team um Projektleiter Jürgen Seiler die selektive Extrapolation entwickelt. Ein äußerst komplexes mathematisches Verfahren, basierend auf einer so genannten Diskreten Fourier-Transformation. Die Forscher nehmen die vorhandenen Bildinformationen wie Farbkanten oder Helligkeitsverläufe und transformieren sie in eine Überlagerung. So erhalten sie Basisfunktionen für das Bild, welche sie in einem mehrstufigen Verfahren mit intakten Bildbereichen vergleichen. Die transformierten Funktionen mit der größten Übereinstimmung werden als decodierte Informationen an die defekten Bildstellen geschrieben. „Dadurch erhält man eine hochwertige Fortsetzung der Bildelemente. Fehlstellen sind nicht mehr sichtbar, eine Unterscheidung des rekonstruierten Bildes vom Original ist fast nicht möglich“, erläutert Projektleiter Jürgen Seiler.

Interessant ist das Verfahren der FAU-Forscher vor allem für alle Arten der Bild oder Filmübertragung, also per Smartphone oder über das Internet. Denn bei diesen Übertragungen kann es immer zu Fehlern kommen. Die Folge sind störende Artefakte, digitale Klötzchen, die für den Empfänger der Bild- oder Filmsequenzen einfach nur ärgerlich sind. Hier kann die Software des FAU-Teams um Jürgen Seiler als automatischer Wächter die Sequenzen vor der Darstellung auf dem Smartphone-Display oder Computer-Monitor filtern und sauber rekonstruieren.

Verfahren liefert bei Filmen besonders gute Resultate

Besonders gut funktioniert dieses mathematische Verfahren naturgemäß bei Filmen. Eine Sekunde Film setzt sich aus 25 Einzelbildern zusammen. Es ist daher mehr als wahrscheinlich, dass Bilder vor oder nach dem gestörten Bild korrekte Bilddaten an der gestörten Stelle mitbringen. Dadurch entsteht ein dreidimensionales Datenvolumen, welches unter Verwendung dreidimensionaler Basisfunktionen ein Modell erzeugt. Durch die Überlagerung von korrekten Bildinhalten und gestörten Sequenzen spucken die Fourier-Basisfunktionen dann eine Rekonstruktion der Filmbilder in sehr hoher Qualität aus.

Noch bessere Qualität erzielen die Forscher um Jürgen Seiler, wenn sie vor dem Schritt der Modellbildung die Bewegung in der Videosequenz kompensieren. Dadurch erreichen sie, dass in den einzelnen Schichten des Modells ähnliche Bildinhalte liegen und so das Modell sicherer erzeugt werden kann. Die FAU-Forscher sehen in ihrem Fehlerkorrekturprogramm großes Potential für professionelle Anwendungen. Um Zweifler vom Können ihrer Software zu überzeugen, ist jeder eingeladen, sich den Quellcode von der Webseite der Universität herunterzuladen. Der Code ist für wissenschaftliche und private Nutzung frei verwendbar. 

Anzeige
Von Detlef Stoller
Zur StartseiteZur Startseite
schlagworte: 
kommentare

Aktuell wurden noch keine Kommentare zu diesem Artikel abgegeben. Loggen Sie ich ein oder melden Sie sich neu an, wenn Sie noch keine Zugangsdaten haben
> Zum Login     > Neu anmelden