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Statistisches Formenwissen in Variationsansätzen zur Bildsegmentierung
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Datum
2003
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Verlag
Gesellschaft für Informatik
Zusammenfassung
In der vorliegenden Arbeit werden Bildsegmentierungsverfahren entwickelt, die es ermöglichen, gelerntes Wissen über die Silhouetten bekannter Objekte in den Segmentierungsprozess zu integrieren. Das statistisch repräsentierte Formwissen führt zu deutlich besserer Segmentierung vertrauter Objekte in Inputbildern, die durch Rauschen, teilweise Verdeckungen und störende Hintergrundsturkturen korrumpiert sind. Es wird ein Überblick über existierende Variationsansätze zur Bildsegmentierung gegeben. Anschließend werden die Diffusion Snakes vorgestellt, eine Symbiose zweier etablierter Ansätze, in der flächenbasierte Segmentierung mit einer splinebasierten Konturrepräsentation kombiniert wird. Es werden statistische Formmodelle verschiedener Komplexität eingeführt. Auf der Grundlage der Kernmethoden wird ein nichtlineares statistisches Formmodell entwickelt. Dieses Modell erlaubt es, mehrere dreidimensionale Objekte durch die Silhouetten verschiedener zweidimensionaler Ansichten zu kodieren und - trotz teilweiser Verdeckungen - über längere Videosequenzen zu verfolgen und sehr präzise zu segmentieren. Ein neues Verfahren intrinsischer Registrierung garantiert ein Formenwissen, welches invariant ist gegenüber Verschiebung, Drehung und Skalierung der entsprechenden Objekte. Im letzten Teil dieser Arbeit wird eine Modifikation des Datenterms der Kostenfunktion vorgeschlagen, die es ermöglicht, Objekte nicht aufgrund ihres Aussehens zu segmentieren, sondern aufgrund ihrer relativen Bewegung in einer gegebenen Videosequenz. Experimentelle Resultate belegen, daß sich bewegte Objekte auch dann noch präzise segmentieren und über Videosequenzen verfolgen lassen, wenn sich sowohl Objekt als auch Hintergrund bewegen und wenn sich Objekt und Hintergrund in ihrer Helligkeitsstruktur nicht unterscheiden. Der vorliegende Text liefert einen Abriß der Ergebnisse der Dissertation. Eine ausführlichere Darstellung findet sich in [Cr02].