Ein System zur schnellen Entwicklung von Bildverarbeitungsalgorithmen


Herrmann, Helmut


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URL: http://ub-madoc.bib.uni-mannheim.de/649
URN: urn:nbn:de:bsz:180-madoc-6497
Dokumenttyp: Dissertation
Erscheinungsjahr: 2004
Verlag: Universität Mannheim
Gutachter: Jähne, Bernd
Datum der mündl. Prüfung: 12 Juli 2004
Sprache der Veröffentlichung: Deutsch
Einrichtung: Fakultät für Wirtschaftsinformatik und Wirtschaftsmathematik > Informatik V (Männer -2008)
Fachgebiet: 004 Informatik
Normierte Schlagwörter (SWD): Mehrdimensionale Bildverarbeitung , Bildverarbeitung , Programmiersprache , Programmierumgebung
Freie Schlagwörter (Englisch): multidimensional image processing , image processing , programming language , development environment
Abstract: Die automatische Auswertung von Bildern ist zu einem wichtigen Instrument sowohl in der Wissenschaft als auch in der Industrie geworden. Durch die benötigte Flexibilität einerseits und die gesteigerte Leistungsfähigkeit moderner Mikroprozessoren andererseits geschieht Bildverarbeitung heute verstärkt auf Multifunktionsrechnern statt auf spezieller Bildverarbeitungshardware. Als Folge dessen werden Software-Werkzeuge zur Entwicklung von Bildverarbeitungsanwendungen benötigt. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit einem Softwaresystem zur schnellen Erstellung von Bildverarbeitungsalgorithmen. Mit der Software heurisko wird ein System entwickelt, das dem Anwender durch die Kombination einer problemorientierten Skriptsprache und einer graphischen Entwicklungsumgebung mit einer Bibliothek mit Bildverarbeitungsoperatoren ein effizientes Werkzeug an die Hand gibt. Dazu wurden eine universelle Datenstruktur für die multidimensionale Low- und High-Level-Bildverarbeitung und ein hierarchisches Operatorkonzept eingeführt, das datentypabhängige und unabhängige Operatoren sorgfältig trennt. Der interne hierarchische Aufbau und die sorgfältige Klassenbildung von Bildverarbeitungsalgorithmen erlauben einen hohen Grad an Wiederverwendung von Code und erhöhen die Wirksamkeit von partiellen hardwarenahen Optimierungen. Die Modularität, insbesondere die klare Trennung zwischen Benutzerschnittstelle und Algorithmik, und offene Schnittstellen des Systems für Bildverarbeitungsfunktionen, Datenakquisition und Datenein- und –ausgabe eröffnen dem Anwender die Möglichkeit, eigene Erweiterungen vorzunehmen. Die Portabilität sorgt dafür, dass das System auf vielen Plattformen lauffähig ist. Durch die Erzeugung eines binären Zwischencodes wird der Geschwindigkeitsnachteil des interpretierenden Systems gegenüber einem kompilierenden System praktisch aufgehoben. Mit Anwendungsbeispielen von der Echtzeitbilderfassung bis zur Restaurierung von Bildfolgen wird demonstriert, wie mit dem System verschiedene Aufgaben effektiv gelöst werden können.
Übersetzter Titel: A System for Rapid Development of Image Processing Applications (Englisch)
Übersetzung des Abstracts: Automatic analysis of images has become an important instrument both in science and industry. The demand for flexible solutions in combination with the ever increasing computing power of modern microprocessors made it possible to solve more and more image processing problems on PCs instead of dedicated hardware. Therefore software tools for fast and flexible development of image algorithms and applications are required. This dissertation deals with a software system for fast development of image processing algorithms combining a problem-oriented script language with a library of image processing functions. A universal data structure for multidimensional low level and high level image processing has been developed and a hierarchical operator concept that carefully separates data type-dependent from data type-independent operations. By a hierarchical design of the image processing algorithms and the operator classes a high degree of code reusability has been achieved. Furthermore hand coded optimization has become feasible because it is limited to a small fraction of the code. The system is highly modular. There is a strict separation between the interchangeable user interface and the image processing kernel. Open interfaces have been designed for algorithms, for data input and output and for acquisition of images and time series that allow users to extend the system. The portable code assures that the system runs on many platforms. The generation of a binary intermediate code by the interpreter overcomes the speed disadvantage of interpreting systems. A number of applications including such diverse tasks as real-time image recording up to restoration of image sequences demonstrate the power and flexibility of the system. (Englisch)
Zusätzliche Informationen:

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