Videos und Übungen in Bildmanipulation

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Teil 1: Bildpunktoperationen Einführung

Teil 1: Bildpunktoperationen Einführung

In diesem Teil der Vorlesung wird ein Teilgebiet der Bildmanipulationen eingeführt: die Bildpunktoperationen. Insgesamt gibt es drei verschiedene Formen der digitalen Bildmanipulation: 1. Bildpunktoperationen 2. Nachbarschaftsoperationen 3.…

08:42 min
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Teil 2: Histogramme

Teil 2: Histogramme

In diesem Teil der Vorlesung werden Histogramme erklärt. Histogramme sind eine graphische Darstellung der Häufigkeit von Intensitäten bzw. der Amplitudendichteverteilung (ADV) von Werten. Am Beispiel eines Bildes sind das also Farb- oder…

10:32 min
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Teil 3: Helligkeits- und Kontraständerung

Teil 3: Helligkeits- und Kontraständerung

Anhand einer sogenannten Gradationskurve werden in diesem Teil der Vorlesung die Helligkeits- und Kontraständerung erklärt. In einer Gradationskurve wird jedem x Wert (auch als y in bezeichnet) ein neuer y Wert (y out) zugeordnet. Dies entspricht…

13:17 min
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Teil 4: Tonwertkorrektur

Teil 4: Tonwertkorrektur

In diesem Teil der Vorlesung geht es um die Tonwertkorrektur, welche eine andere Herangehensweise ist um Kontrast und Helligkeit eines Bildes zu ändern. Dabei wird Helligkeit und Kontrast gleichzeitig angepasst. Die Berechnung der Helligkeits- und…

13:42 min
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Teil 5: Autotonwertkorrektur / Autokontrast

Teil 5: Autotonwertkorrektur / Autokontrast

In diesem Teil der Vorlesung geht es um eine automatisierte Version der Tonwertkorrektur. Photoshop berechnet dazu die Fläche unter der Kurve des Histogramms. Die Stellen an denen diese einen bestimmten Wert erreicht legt Photoshop als max bzw. min…

06:20 min
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Teil 6: Farbkorrektur

Teil 6: Farbkorrektur

Bei einem Farbbild lässt sich auch eine Tonwertkorrektur durchführen, sogar für jeden Kanal einzeln. Im Video wird gezeigt wie man mittels Photoshop einen Rotstich aus einem Bild entfernen kann über die Nutzung der separaten Tonwertkorrektur der…

07:52 min
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Teil 7: Auswirkungen von Bildmanipulation auf das Histogramm

Teil 7: Auswirkungen von Bildmanipulation auf das Histogramm

In diesem Teil der Vorlesung werden die Auswirkungen verschiedener Bildpunktoperationen auf das Histogramm eines Bildes gezeigt. Somit lässt sich anhand eines Histogramms auch beurteilen, inwiefern ein Bild schon bearbeitet wurde. Vor allem wenn man…

14:12 min
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Teil 8: Gammakorrektur 1 - Gradationskurven

Teil 8: Gammakorrektur 1 - Gradationskurven

In diesem Teil der Vorlesung wird die Gammakorrektur erklärt. Gammakorrektur gibt es in zwei Situationen: Bei der Kalibrierung eines Monitors und in Gradationskurven zur Bestimmung der Abbildung der Grautöne. In diesem Video geht es zunächst um…

07:25 min
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Teil 9: Gammakorrektur 2 - Bildschirmkalibrierung

Teil 9: Gammakorrektur 2 - Bildschirmkalibrierung

In diesem Teil der Vorlesung wird die Gammakorrektur erklärt. Gammakorrektur gibt es in zwei Situationen: Bei der Kalibrierung eines Monitors und in Gradationskurven zur Bestimmung der Abbildung der Grautöne. In diesem Video geht es zunächst um…

07:28 min
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Teil 10: Farbänderungen

Teil 10: Farbänderungen

In diesem Teil der Vorlesung geht es um Farbänderungen in Bildern. Eine Art der Farbänderung ist die Änderung des Farbtons (in Photoshop und im HSB Farbsystem auch Hue genannt). Der Farbton definiert die Tönung einer Farbe. Er wird auf einem runden…

06:14 min
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Teil 11: Sättigungsänderung

Teil 11: Sättigungsänderung

In diesem Teil der Vorlesung geht es um eine andere Art der Farbänderung in Bildern: die Sättigungsänderung. Die Sättigung definiert den Reinheitsgrad des Farbtons. Eine Farbe mit vollem Sättigungswert wirkt klar und leuchtend, eine Farbe mit einem…

04:30 min
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Teil 12: Berechnung der Farb- und Sättigungsänderung im Lab-Farbsystem

Teil 12: Berechnung der Farb- und Sättigungsänderung im Lab-Farbsystem

In diesem Teil der Vorlesung wird anhand dem Lab-Farbsystem hergeleitet wie sich die Farb- und Sättigungsänderung berechnen lässt. Dazu werden die drei Farbkanäle als dreidimensionaler Farbvektor aufgefasst. Bei der Sättigungsänderung werden die…

09:13 min
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Teil 13: Farbänderung durch Einfärben: Variante 1

Teil 13: Farbänderung durch Einfärben: Variante 1

In diesem Teil der Vorlesung geht es um das Einfärben eines Bildes. Einfärben bedeutet in diesem Fall, dass alle im Bild vorkommenden Farben und deren zugehörige Farbwinkel im HSB Farbzylinder denselben Winkel besitzen. Für das Einfärben von Bildern…

15:58 min
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Teil 14: Farbänderung durch Einfärben: Variante 2

Teil 14: Farbänderung durch Einfärben: Variante 2

In diesem Teil der Vorlesung geht es um die zweite Variante zum Einfärben eines Bildes. Im Gegensatz zu ersten Variante wird nun die Sättigung mit betrachtet. Um ein Bild einzufärben, muss jeder Pixel des Originalbildes einzeln betrachtet und…

07:09 min
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Teil 15: Sättigung + Zusammenfassung Bildbearbeitung

Teil 15: Sättigung + Zusammenfassung Bildbearbeitung

In diesem Teil der Vorlesung geht es noch einmal kurz um das Thema Sättigung. Die Sättigung ist der Abstand eines Farbwertes von seinem zugehörigen Grauton. Im Lab Farbsystem lässt sich die Sättigung daher recht leicht berechnen, da die beiden…

06:13 min
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Teil 16: Bildüberlagerung Einführung

Teil 16: Bildüberlagerung Einführung

In diesem Teil der Vorlesung wird die Bildüberlagerung eingeführt. Bei dieser werden zwei Bilder überlagert und zu einem zusammengerechnet. Bildüberlagerung funktioniert Pixel für Pixel, benachbarte Pixel beeinflussen sich nicht. Es spielt jedoch in…

06:41 min
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Teil 17: Bildüberlagerungsmodi – Normal und Multiplizieren

Teil 17: Bildüberlagerungsmodi – Normal und Multiplizieren

In diesem Teil der Vorlesung werden zwei einfache Arten der Bildüberlagerung vorgestellt: Normal und Multiplizieren. Beim Modus „Normal“ handelt es sich um eine Transparenzüberlagerung. Es wird der Farbwert des Vordergrundpixels mit dem…

06:38 min
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Teil 18: Bildüberlagerungsmodus – Negativ Multiplizieren

Teil 18: Bildüberlagerungsmodus – Negativ Multiplizieren

In diesem Teil der Vorlesung wird eine weitere Art der Bildüberlagerung gezeigt. Beim sogenannten Negativ Multiplizieren werden jeweils die Negativwerte des RGB-Wertes multipliziert und davon noch einmal der Negativwert gebildet, und zur Anpassung…

06:45 min
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Teil 19: Bildüberlagerung – Additive Farbmischung mittels Negativ Multiplizieren

Teil 19: Bildüberlagerung – Additive Farbmischung mittels Negativ Multiplizieren

In diesem Teil der Vorlesung wird die additive Farbmischung mittels dem Bildüberlagerungsmodus „Negativ Multiplizieren“ simuliert. Die Bildüberlagerung mit Negativ Multiplizieren entspricht vom Ergebnis nämlich der additiven Farbmischung. Dazu wird…

04:46 min
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Teil 20: Bildüberlagerung – Subtraktive Farbmischung mittels Multiplizieren

Teil 20: Bildüberlagerung – Subtraktive Farbmischung mittels Multiplizieren

Genauso wie die additive Farbmischung mittels dem Bildüberlagerungsmodus Negativ Multiplizieren dargestellt werden kann, kann die Subtraktive Farbmischung mittels dem Bildüberlagerungsmodus Multiplizieren dargestellt werden. In diesem Teil der…

03:38 min
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Teil 21: Bildüberlagerungsmodi – Aufhellen und Abdunkeln

Teil 21: Bildüberlagerungsmodi – Aufhellen und Abdunkeln

In diesem Teil der Vorlesung werden zwei weitere Bildüberlagerungen behandelt. Beim Aufhellen werden die jeweiligen RGB-Werte verglichen und der größere Wert wird übernommen. Es gehen also immer die hellsten Werte ins Ergebnisbild. Eine ähnlicher…

11:38 min
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Teil 22: Bildüberlagerungsmodus – Ineinanderkopieren (Overlay)

Teil 22: Bildüberlagerungsmodus – Ineinanderkopieren (Overlay)

In diesem Teil der Vorlesung wird ein weiterer Bildüberlagerungsmodus behandelt. Die Überlagerung im Modus Ineinanderkopieren (auch Overlay) wirkt wie eine Kontrastverstärkung: Werte kleiner als 128 in der Hintergrundebene werden dunkler, Werte im…

04:03 min
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Teil 23: Farbüberlagerung

Teil 23: Farbüberlagerung

In diesem Teil der Vorlesung geht es um die sogenannten Farbüberlagerungen, bei welchen die Luminanz- und Chrominanzwerte des Vorder- und Hintergrundbildes auf verschiedene Arten kombiniert werden was z.B. fürs Einfärben nützlich ist. Es gibt die…

04:37 min
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Teil 24: Bildüberlagerung bei Filmen – Blenden u. Weiche Blenden

Teil 24: Bildüberlagerung bei Filmen – Blenden u. Weiche Blenden

In diesem Teil der Vorlesung geht es um die zeitlich abhängige Überblendung wie sie bei Bildsequenzen, also Filmen, eingesetzt werden kann. Die Überblendung benutzt das Konzept der Alpha Maskierung, führt aber zusätzlich eine Abhängigkeit von der…

05:21 min
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Teil 25: Keying

Teil 25: Keying

In diesem Teil der Vorlesung geht es um das sogenannte Keying, einem Überlagerungsverfahren bei dem die Alphamaske dynamisch aus dem Hintergrundbild erstellt wird und die bei bewegten Bildern Anwendung findet. Dabei werden bestimmte Bereiche in…

08:14 min
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Teil 26: Keyfarben mit Toleranz und weichen Übergängen

Teil 26: Keyfarben mit Toleranz und weichen Übergängen

In diesem Teil der Vorlesung wird das Konzept der Key-Farbe verfeinert. Die Keyfarbe kann ein fest definierte Farbwert oder auch ein Farbbereich sein. Gerade bei Videoaufnahmen sollte der Keydecoder im Bezug auf die Key-Farbe tolerant sein, da…

05:23 min
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Teil 27: Nachbarschaftsoperatoren bzw. Filter - Einführung

Teil 27: Nachbarschaftsoperatoren bzw. Filter - Einführung

In diesem Teil der Vorlesung wird das Thema Filter eingeführt. Filter sind Nachbarschaftsoperationen. Nachbarschaftsoperationen beziehen im Gegensatz zu Punktoperationen auch die benachbarten Pixel für die Berechnung eines neuen Bildpunktwertes –…

06:31 min
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Teil 28: Lineare Filter

Teil 28: Lineare Filter

Bei den Nachbarschaftsoperationen unterscheidet man zwischen linearer Filterung und nicht-linearer Filterung bzw. Morphologischen Filtern (wird später erläutert). Bei der linearen Filterung wird jeder Pixelwert durch die linear gewichtete…

03:52 min
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Teil 29: Faltung bzw. Konvolution

Teil 29: Faltung bzw. Konvolution

In diesem Teil der Vorlesung geht es um die Anwendung eines einfachen Filters – die Faltung. Die Anwendung solcher linearer Operatoren erfolgt immer nach demselben Schema: Es wird ein Kernel h definiert und dieser wird auf jeden Pixel des Bildes…

13:34 min
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Teil 30: Örtliche Frequenzen in einem Bild

Teil 30: Örtliche Frequenzen in einem Bild

In diesem Teil der Vorlesung erfolgt im Zusammenhang mit dem Effekt von Hoch- und Tiefpass zunächst ein kurzer Einschub zum Thema Ortsfrequenzen in Bildern. Bildpunktoperatoren (Gradationskurven) skalieren Pixelwerte d.h. sie verändern…

10:21 min
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Teil 31: Wirkungsweise linearer Filter

Teil 31: Wirkungsweise linearer Filter

In diesem Teil der Vorlesung geht es um das Ergebnis der Filterung eines Bildes mit unterschiedlichen örtlichen Frequenzen mit einem Hoch und einem Tiefpass. Auf dieses wird anschließend ein Tiefpass- und ein Hochpass-Filter angewendet. In den…

10:56 min
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Teil 32: Filter-Charakteristika - Tiefpassfilter

Teil 32: Filter-Charakteristika - Tiefpassfilter

In diesem Teil der Vorlesung erfolgt ein kurzer Vergleich des Hoch- und Tiefpass und deren spezifischer Filterkurven. Es wird deutlich, dass jeder Filter eine bestimmte Eckfrequenz hat. Als Beispiel wird ein Farbbild gezeigt welches mit einem Tief-…

07:23 min
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Teil 33: Filter-Charakteristika - Hochpassfilter

Teil 33: Filter-Charakteristika - Hochpassfilter

In diesem Teil der Vorlesung geht es um den Filterkern des Hochpassfilters und den Zusammenhang zum Tiefpassfilter. Es wird deutlich, dass die Filterkurve des Hochpass die gespiegelte Kurve des Tiefpasses ist. Anhand der Subtraktion des…

05:48 min
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Teil 34: Vergleich von Filterkernen

Teil 34: Vergleich von Filterkernen

In diesem Teil der Vorlesung werden die Filterkerne und Koeffizienten von Identität, Tiefpassfilter und Hochpassfilter verglichen. Die Identität liefert das Originalbild zurück und führt keine Änderung durch. Daher besteht der Filterkern nur aus…

04:12 min
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Teil 35: Demonstration verschiedener Filter in Photoshop

Teil 35: Demonstration verschiedener Filter in Photoshop

In diesem Teil der Vorlesung werden einige Filterkerne und deren Effekt auf das Bild in Photoshop demonstriert. Ein einfacher Filter kann die Verschiebung des Bildes um 1 Pixel nach links oder die diagonale Verschiebung bewirken. Dazu muss einfach…

10:22 min
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Teil 36: Schärfen mit unscharf maskieren

Teil 36: Schärfen mit unscharf maskieren

In diesem Teil der Vorlesung geht es um die nachträgliche Schärfung von Bildern. Um ein Bild zu schärfen, kann man die durch den Hochpass berechneten Kanten dazu addieren. Dadurch werden die Kanten bzw. die Kontraste der Kanten des Originalbildes…

08:29 min
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Teil 37: Bearbeitung eines Bildes mittels Nachschärfen und Overlay

Teil 37: Bearbeitung eines Bildes mittels Nachschärfen und Overlay

In diesem Teil der Vorlesung wird in Photoshop demonstriert wie man ein zu dunkles Bild insgesamt verbessern kann. Dabei wird zunächst „Unscharf maskieren“ zum Nachschärfen eingesetzt. Insgesamt ist das Bild noch zu dunkel, was auch nicht durch…

06:55 min
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Teil 38: Summe der Filterkoeffizienten + Zusammenfassung Lineare Filter

Teil 38: Summe der Filterkoeffizienten + Zusammenfassung Lineare Filter

In diesem Teil der Vorlesung geht es darum anhand der Summe der Filterkoeffizienten die Art des Filters herauszufinden. Werden die Filterkoeffizienten zusammenaddiert und kommt dabei eins heraus, bedeutet das, dass Flächen konstanter Farben gleich…

03:56 min
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Teil 39: Morphologische Filter – Erosion und Dilatation

Teil 39: Morphologische Filter – Erosion und Dilatation

In diesem Teil der Vorlesung geht es um die zweite Gruppe von Filtern die sogenannten nichtlinearen Filter welche auch als morphologische Filter bezeichnet werden. Beispiele für diese Art von Filtern sind Erosion und Dilatation. Diese bieten die…

07:36 min
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Teil 40: Morphologische Filter – Open, Close und Farbbilder

Teil 40: Morphologische Filter – Open, Close und Farbbilder

In diesem Teil der Vorlesung geht es um die Verknüpfung mehrere Filter zur Bildverarbeitung. Open ist einfach eine Kombination aus Erosion und Dilatation (bzw. n-mal Erosion gefolgt von n-mal Dilatation), und Close der umgekehrte Vorgang. Dies sind…

05:18 min
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Teil 41: Industrielle morphologische Bildverarbeitung + Watershed Segmentierung

Teil 41: Industrielle morphologische Bildverarbeitung + Watershed Segmentierung

In diesem Teil der Vorlesung geht es kurz um praktische Einsatzmöglichkeiten der Morphologischen Filter. Ein Beispiel wäre die Situation wenn ein Computer herausfinden soll wie viele Münzen auf einem Bild abgebildet sind. Dazu wird die Erosion…

03:17 min
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Teil 42: Minimums-, Median- und Maximumsfilter

Teil 42: Minimums-, Median- und Maximumsfilter

Eine weitere Variante von morphologischen Filtern sind der Minimums-, Median- und Maximumsfllter. Bei diesen werden alle Pixel in einer Nachbarschaft zunächst nach dem Farbwert bzw. der Intensität sortiert. Je nach gewähltem Filter wird dann der…

05:20 min
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Teil 43: Morphologische Kantenbestimmung

Teil 43: Morphologische Kantenbestimmung

In diesem Teil der Vorlesung wird erklärt wie man Kanten in einem Bild mittels morphologischen Filtern bestimmen kann. Das Grundprinzip dahinter ist, dass vom Maximumsbild das Minimumsbild abgezogen wird. So bleiben am Ende nur die Unterschiede…

03:08 min
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