Hallo, ich beschäftige mich gerade damit die Schärfe von Bilder relativ zueinander zu messen um damit einen Autofokus zu bauen. Welche (Rechen)-Methoden bieten sich dafür an? Die Bilder sind leider ziemlich verrauscht und die Objekte bewegen sich leicht zwischen den einzelnen Aufnahmen. Versuche bisher: -Kantenfilter(Prewitt), dann Schwelle anwenden und die Fläche der "hellen" Pixel bestimmen -FFT, tiefe Frequenzen abschwächen, dann wieder Schwelle und Fläche bestimmen Die Resultate waren eher enttäuschend. weitere Ideen: -Histogramm? Einige Recherchen ergaben, dass das so die verbreiteten Methoden sind. Gibt es noch weitere brauchbare Verfahren, oder "muss" es mit den schon genannten funktionieren? Gruß Marvin
Ist vielleicht bei OpenCV noch was dabei? Gruß Dennis Edit: Vielleicht hilft das weiter http://stackoverflow.com/questions/7765810/is-there-a-way-to-detect-if-an-image-is-blurry
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Marvin N. schrieb: > Versuche bisher: > -Kantenfilter(Prewitt), dann Schwelle anwenden und die Fläche der > "hellen" Pixel bestimmen > -FFT, tiefe Frequenzen abschwächen, dann wieder Schwelle und Fläche > bestimmen für dem Kantenfilter vielleicht mit einem Gauß das Rauschen reduzieren. Klar schwächt das die Kanten auch. Aber in deinem weniger scharfen Bild werden sie noch mehr geschwächt. Statt Pixel zählen, vielleicht einfach die Absolutwerte der Kanten addieren, möglicherweise auch ohne Schwellenwert. Das wären so meine ersten Bauchgefühle. Zur Rauschunterdrückung eventuell auch mal schauen, wie selektive Weichzeichner funktionieren, wie man sie aus Bildbearbeiungsprogrammen kennt. Also erst einen Selektiven Gauß, der in etwa auf dein Rauschlevel eingestellt wird und dannach den Kantenfilter.
Auswahl des Bildelementes an dem die Schärfebestimmung ausgeführt wird, ist entscheidend. Möglichst eine Kante die Parallel zur Photozellenmatrix steht bspw parallel zum oberen oder seitlichen Bildrand. wobei das aber abhängig ist wie die Pixel auf dem Sensor angeordnet sind. manchmal ist eine 45/135° Diagonale besser. Farbauswahl ist (bei farbsensoren mit Bayer-Matrix) auch wichtig, die grünen Anteile werden genau auf den Sensor gebündelt (https://de.wikipedia.org/wiki/Chromatische_Aberration). Ferner verhageln Farbsäume durch die Bayer matrix die Scharfstellung, da es mehr grüne als rote/blaue Pixel gibt sollte grün auch hierbei die bessere Wahl sein. https://de.wikipedia.org/wiki/Bayer-Sensor Gruß,
Marvin N. schrieb: > Die Resultate waren eher enttäuschend. Das ist nicht überraschend. Bestimmung der höchsten Frequenzen oder der Entropie ist alles andere als sicher, ob scharfes Bild oder verrauschtes Bild ist oft nicht zu unterscheiden. Es gibt Musterbilder, eines scharf, auf dem anderen ist praktisch nichts zu erkennen, aber die Entropie ist die gleiche. Kann man sich auch leicht vorstellen: für einen Algorithmus ist nicht zu unterscheiden, ob es sich um eine knackscharf abgebildete Wiese handelt oder einfach eine grüne Fläche mit starkem Farbrauschen. Da sind oft selbst Auge und Gehirn überfordert. Es wird manchmal geraten, die Bilder zu komprimieren, das, das die grösste Datei ergibt, ist das schärfste. Aber wie oben erklärt, das kann so sein, muss aber nicht. Georg
Marvin N. schrieb: > ich beschäftige mich gerade damit die Schärfe von Bilder relativ > zueinander zu messen um damit einen Autofokus zu bauen. Die Schärfe von Bilder kannst du nicht messen. Es hängt vom Bildinhalt ab. Stelle dir ein Bild vom blauen Himmel oder einer grauen Wand vor. Egal wie scharf oder unscharf der Autofokus die Optik verrissen hat - das sieht immer gleich aus.
Tom E. schrieb: > Marvin N. schrieb: >> ich beschäftige mich gerade damit die Schärfe von Bilder relativ >> zueinander zu messen um damit einen Autofokus zu bauen. > > Die Schärfe von Bilder kannst du nicht messen. Der Autofokus in gängigen Kameras basiert also auf Magie? > Stelle dir ein Bild vom blauen Himmel oder einer grauen Wand vor. Egal > wie scharf oder unscharf der Autofokus die Optik verrissen hat - das > sieht immer gleich aus. Und weil es bei diesen nutzlosen Spezialfällen nicht geht, läßt man's gleich ganz bleiben?
Gab es nicht mal den Ansatz über den Kompressionsgrad nacheinander aufgenommener und verlustlos gepackter Bilder resp. deren Größenvergleich. Finde leider den Link nicht.
Rolf M. schrieb: > Der Autofokus in gängigen Kameras basiert also auf Magie? Ja, genau - z.B. weil in bestimmten Autofocusfeldern gemessen wird und nicht das ganze Bild. Und dann gilt das Prinzip Hoffnung, dass auf ein paar der vielen Felder wenigstens eine auswertbare Kante fällt. Georg
Georg schrieb: > Ja, genau - z.B. weil in bestimmten Autofocusfeldern gemessen wird und > nicht das ganze Bild. Und dann gilt das Prinzip Hoffnung, dass auf ein > paar der vielen Felder wenigstens eine auswertbare Kante fällt. > > Georg das klingt für mich weniger nach Magie, sondern in meinen Augen nach einer kleveren Heuristik, die in dein meisten Fällen auch sehr gut funktioniert.
Und dann muß man noch unterscheiden zwischen der Kontrastmessung und der Phasenmessung. Einige der neueren Kameras haben beide Verfahren implementiert, vor allem bei DSLR. Je nach Bildinhalt ist entweder die eine Methode besser oder die andere. Aber eine DEFINITIVE MESSUNG gibts nicht. Hat aber trotzdem nichts mit Magie zu tun :-)
Rolf M. schrieb: > Der Autofokus in gängigen Kameras basiert also auf Magie? Nein - er funktioniert einfach bei manchen Bildinhalten nicht. Prinzipiell lebt der Autofokus von Bildkontrasten im Bereich hoher Ortsfrequenzen. Deren Amplitude versucht er zu maximieren. > Und weil es bei diesen nutzlosen Spezialfällen nicht geht, läßt man's > gleich ganz bleiben? Zumindest tut man gut daran, ihn abzuschalten, weil die Mimik sonst einfach Mist baut, wenn keins der Autofokusfelder ein passendes Objekt enthält. Guck dir mal manchen Video von fliegenden Objekten an, z.B. Raketenstarts. Da verdreht so ein Ding die Schärfe gerne hoffnungslos, wenn das Objekt mal kurz nicht an der richtigen Stelle im Bildfeld ist und braucht dann sekundenlang, um den Fokuspunkt wieder an die richtige Stelle zu ziehen. Anstatt einfach zuzugeben "ich bin hoffnungslos überfordert" und die Finger von der Einstellung der Optik zu lassen, wird erstmal ziellos rumgekurbelt.
Kennst du VTK.ORG? ich bin mir nicht sicher ob das hier weiter hilft, wer weiss...
Tom E. schrieb: > Deren Amplitude versucht er zu maximieren. Eben, das ist was ganz anderes, als Schärfe eines Bildes zu messen. Es handelt sich ja um ein und dasselbe Bild bzw. Objekt, für das ein relatives Optimum gesucht wird (allerdings nicht unbedingt gefunden). Für einen Vergleich verschiedener Bilder ist das nicht geeignet und auch nicht als ein hypothetisches absolutes Mass für die Bildschärfe. Georg
Georg schrieb: > Tom E. schrieb: >> Deren Amplitude versucht er zu maximieren. > > Eben, das ist was ganz anderes, als Schärfe eines Bildes zu messen. Es > handelt sich ja um ein und dasselbe Bild bzw. Objekt, für das ein > relatives Optimum gesucht wird (allerdings nicht unbedingt gefunden). > Für einen Vergleich verschiedener Bilder ist das nicht geeignet und auch > nicht als ein hypothetisches absolutes Mass für die Bildschärfe. > > Georg Er meinte die Amplitude der Kontraste, also anders ausgedrückt "den Kontrast maximieren".
Tom E. schrieb: > Da verdreht so ein Ding die Schärfe gerne hoffnungslos, > wenn das Objekt mal kurz nicht an der richtigen Stelle im Bildfeld ist > und braucht dann sekundenlang, um den Fokuspunkt wieder an die richtige > Stelle zu ziehen. Anstatt einfach zuzugeben "ich bin hoffnungslos > überfordert" und die Finger von der Einstellung der Optik zu lassen, > wird erstmal ziellos rumgekurbelt. Wobei das von der Kamera abhängt. Bei meiner kann ich genau das ausschalten. (Ich wünschte manchmal, bei Menschen ginge das auch: "wenn Du nicht weiß wie, laß es und probiert erst gar nicht herum!")
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Tom E. schrieb: > Zumindest tut man gut daran, ihn abzuschalten, weil die Mimik sonst > einfach Mist baut, wenn keins der Autofokusfelder ein passendes Objekt > enthält. Guck dir mal manchen Video von fliegenden Objekten an, z.B. > Raketenstarts. Da verdreht so ein Ding die Schärfe gerne hoffnungslos, > wenn das Objekt mal kurz nicht an der richtigen Stelle im Bildfeld ist > und braucht dann sekundenlang, um den Fokuspunkt wieder an die richtige > Stelle zu ziehen. Anstatt einfach zuzugeben "ich bin hoffnungslos > überfordert" und die Finger von der Einstellung der Optik zu lassen, > wird erstmal ziellos rumgekurbelt. Wie jedes Werkzeug ist auch der Autofokus nicht pauschal für jede bliebige Situation perfekt geeignet. Wenn jemand den in einer Situation benutzt, für die er nicht geeignet ist, liegt das nicht am Autofokus. Ich erkläre doch auch nicht alle Bügeleisen der Welt für nutzlos, nur weil das immer so klebt, wenn ich meine Plastiktüten bügle.
probiers mal mit einer Bildpyramide (ähnlich 2d Wavelets), damit trennst du die Frequenzen. Dann je Pyramidenebene die Pixelsumme bilden und normieren. Und dann würde ich das Bild als scharf bezeichnen, welches Richtung höherer Frequenzen größere Werte besitzt. Eventuell tritt das Rauschen ja nur in der Pyramidenebene höchster Frequenz auf - dann diese eben weglassen.
also wenn man das so liest ... Früher gab es mal Kameras die haben mit Ultraschall den Objektabstand gemessen und dementsprechend die Brennweite reguliert (scharf gestellt). Genau darum geht es heute auch noch: Die Brennweite so einzustellen das das wichtige Objekt scharf eingestellt wird. Was jetzt aber dem Betrachter "wichtig" ist, kann keine Automatik abschätzen. Also muss man der Automatik sagen welcher Bildausschnitt wichtig ist und ggf. eine Erst-Fokussierung per Hand vornehmen. Dann braucht die Automatik nur Entfernungsänderungen kompensieren und das kriegt sie hin. Besser natürlich, man stattet die Kamera mit einem echten Entfernungsmessverfahren aus (wie der eingangs erwähnte Ultraschall). Alles anders bedarf "Magie" die es ja bekanntlich nicht gibt und die man auch mit Super/Duper Transfomationen nicht herbei rechnen kann. MfG,
Durchschauer schrieb: > Besser natürlich, man stattet die Kamera mit einem echten > Entfernungsmessverfahren aus (wie der eingangs erwähnte Ultraschall). Was heisst "besser"? Ds ist so ziemlich die schlechteste Möglichkeit, weil man den Ultraschall niemals so fokussieren kann, dass der gewünschte Bildausschnitt scharf wird. Beispiel: Durch einen Baum hindurch die Landschaft fotografieren. Oder durch eine Glasscheibe... Besser ist es auf jeden Fall, das Bild selber zu analysieren und dort dann bestimmte Punkte festzulegen, wie es ja auch gemacht wird. Daß eine Automatik niemals 100%ig funktionieren kann, ist logisch. Zum Beispiel, wenn man Modellflugzeuge fotografieren will. Dafür kann man die Automatik aber auch abschalten und manuell fokussieren. Diese Entscheidung kann einem keine Automatik dieser Welt abnehmen. Aber Ultraschall halte ich für die schlechteste Lösung überhaupt.
Das nützt dem TO jetzt vermutlich wenig, aber wenn man immer den Besten Focus will solte man einfach auf alles "Focussieren": Mit einer Plenoptischen Kamera, die das nachträgliche Ändern des Fokus erlaubt. https://de.wikipedia.org/wiki/Plenoptische_Kamera
asdf schrieb: > Durchschauer schrieb: >> Besser natürlich, man stattet die Kamera mit einem echten >> Entfernungsmessverfahren aus (wie der eingangs erwähnte Ultraschall). > > Was heisst "besser"? Ds ist so ziemlich die schlechteste Möglichkeit, > weil man den Ultraschall niemals so fokussieren kann, dass der > gewünschte Bildausschnitt scharf wird. Doch man kann Ultraschall fokussieren bspw. Phased array, Richtmikrofone > Beispiel: Durch einen Baum > hindurch die Landschaft fotografieren. Mit einen solchen Bildwunsch - Fokus auf unendlich bei Objekten im Vordergrund verarschtst du jeden Autofokus. Ein US-Sensor stellt die wenigstens die Kamera scharf wenn auch nicht auf das gewüsnchte Objekt. > Oder durch eine Glasscheibe... auch damit verarschst du jede Automatik, die regelt sich ja nach reflexion zwischen Glasscheibe und Hintergrund tot. Ein Ultraschalsensor stellt ruckzug auf die Glasscheibe scharf. > Aber Ultraschall halte ich für die schlechteste Lösung überhaupt. Nö, Ultraschall liefert eine eindeutig Entfernungsinformationen wo reine Bildanalyse hoffnungslos versagt. Beispiel unstrukturierte Tischplatte, da sucht der Bildprozessor nach Kontrast bis der Akku umfällt, während Ultraschall knall zack 1 meter 05 ermittelt. Ultraschall liefert auf jeden fall eine eindeutige Entfernungsinfo zu den Objekten, Bildanalyse nicht weil ein 2D bild wie ein Normaler Kamerasensor sie liefert keine Tiefeninformation enthält.
Durchschauer schrieb: > Besser natürlich, man stattet die Kamera mit einem echten > Entfernungsmessverfahren aus (wie der eingangs erwähnte Ultraschall). ... und wer versucht schon, durch eine Fensterscheibe zu photographieren? Das gibt sowieso nur blöde Reflektionen vom automatischn Blitz ;-( Das solltest du mal versuchen, zu durchschauen.
Durchschauer schrieb: > Doch man kann Ultraschall fokussieren bspw. Phased array, Richtmikrofone Ein phased Array in einer kleinen Kamera, evtl. sogar im Handy... :-))) Überleg dir mal das Verhältnis von Wellenlänge zum notwendigen Abstand der Elemente eines Arrays. Durchschauer schrieb: > auch damit verarschst du jede Automatik, die regelt sich ja nach > reflexion zwischen Glasscheibe und Hintergrund tot. Ein Ultraschalsensor > stellt ruckzug auf die Glasscheibe scharf. Nö, wenn du es am Bildinhalt festmachst, stellt er auf das scharf, was hinter der Scheibe ist. Wenn natürlich die Scheibe dreckig ist und der Hintergrund einfarbig, wird die Scheibe scharf. Aber im Normalfall wird der Hintergrund scharf, mit Ultraschall hingegen hast du überhaupt keine Chance, durch die Glasscheibe hindurch zu messen. Durchschauer schrieb: > Ultraschall liefert auf jeden fall eine eindeutige Entfernungsinfo zu > den Objekten, Da frage ich mich doch, warum alle Kamerafirmen so blöd sind und die Ultraschallmessung fallengelassen haben. Ich kenne keine einzige mehr, die mit Ultraschall misst.
摄影师 schrieb: > Durchschauer schrieb: >> Besser natürlich, man stattet die Kamera mit einem echten >> Entfernungsmessverfahren aus (wie der eingangs erwähnte Ultraschall). > > ... und wer versucht schon, durch eine Fensterscheibe zu > photographieren? Das gibt sowieso nur blöde Reflektionen vom > automatischn Blitz ;-( > > Das solltest du mal versuchen, zu durchschauen. Schon mal an andere direkte Entfernungsmessverfahren als Ultraschall gedacht? Bspw. https://de.wikipedia.org/wiki/TOF-Kamera
摄影师 schrieb: > ... und wer versucht schon, durch eine Fensterscheibe zu > photographieren? Das gibt sowieso nur blöde Reflektionen vom > automatischn Blitz ;-( > > Das solltest du mal versuchen, zu durchschauen. Wenn du von Leuten ausgehst, die nicht mit einer Kamera umgehen können, gebe ich dir recht. Aber den automatischen Blitz kann man auch abschalten, genau wie den Autofokus. Wer immer alles auf Automatik lässt und sich dann hinterher beschwert, daß die Hälfte der Bilder für die Tonne sind, dem ist einfach nicht zu helfen.
Such mal nach "slanted edge" und MTF (Modulation Transfer Function) sehr komfortabel mit ImageJ und diversen Plugins zu berechnen.
asdf schrieb: > Durchschauer schrieb: >> Ultraschall liefert auf jeden fall eine eindeutige Entfernungsinfo zu >> den Objekten, > > Da frage ich mich doch, warum alle Kamerafirmen so blöd sind und die > Ultraschallmessung fallengelassen haben. Ich kenne keine einzige mehr, > die mit Ultraschall misst. Naja im blöden Consumerbereich bestimmt nicht selten der Kostendruck die Auswahl des verfahrenen und nicht allte technischen Möglichkeiten. Und wenn kevin meier mal ein unscharfes katzenfote schiesst - was solls. Wenn dagegen beim Augenarzt die Laseroptik beim Versuch eine scharfes Objekt in der trüben Linse zu finden unentschlossen ran und weg surrt - dann will sich auch Kebin nicht auf Bildanalyse verlasse. In der automatisierungstechnik oder im OP-bereich misst man schon die Entfernung direkt oder sorgt verfahrentechnisch einen für einen festen optimalen Abstand.
Durchschauer schrieb: >> Da frage ich mich doch, warum alle Kamerafirmen so blöd sind und die >> Ultraschallmessung fallengelassen haben. Ich kenne keine einzige mehr, >> die mit Ultraschall misst. > > Naja im blöden Consumerbereich bestimmt nicht selten der Kostendruck die > Auswahl des verfahrenen und nicht allte technischen Möglichkeiten. Auch bei Spiegelreflex-Kameras im Profi-Bereich nutzt kein Mensch mehr Ultraschall. Da ist ein Phasen-Autofokus Standard.
Durchschauer schrieb: > 摄影师 schrieb: >> Durchschauer schrieb: >>> Besser natürlich, man stattet die Kamera mit einem echten >>> Entfernungsmessverfahren aus (wie der eingangs erwähnte Ultraschall). >> ... > Schon mal an andere direkte Entfernungsmessverfahren als Ultraschall > gedacht? Wenn du "als" meinst, solltest du nicht "wie" schreiben. http://www.wie-als.de/
摄影师 schrieb: > Durchschauer schrieb: >> 摄影师 schrieb: >>> Durchschauer schrieb: >>>> Besser natürlich, man stattet die Kamera mit einem echten >>>> Entfernungsmessverfahren aus (wie der eingangs erwähnte Ultraschall). >>> > ... >> Schon mal an andere direkte Entfernungsmessverfahren als Ultraschall >> gedacht? > > Wenn du "als" meinst, solltest du nicht "wie" schreiben. > http://www.wie-als.de/ ich hab das schon so geschrieben wie ich es meine: Automatisch scharf stellen funktioniert schon besser (schneller, zuverlässiger) wenn man die Entfernung zum objekt kennt. Und ein Verfahren zur Entfernungsbestimmung unter vielen ist Ultraschall (andere: Infrarot,TOF, ...). Physikalisch ist ja Scharfstellen nix anderes als Anpassung des Linsensystems an dem Abstand zwischen Objekt und Sensor/Schirm. Wenn heutige Kameras keine aktive Entfernungsmessung anbieten dann sind die Gründe wohl im bereich der kosten und der Nachfrage zu suchen. Autofocus ist Komfortfunktion, Profis schalten eh den Autofocus aus und stellen die Brennweite und Blende manuell ein. Auch ist der passive-billig autofocus dank rauschunterdrückung und schnellen prozessoren besser geworden. Billig weil man den bereits vorhandenen Sensor und prozessor nutzt. Dennoch gibt es szenarien bei denen aktiver autofokus funktioniert aber passiver unmöglich ist (wenig licht, diffuse verhältnisse (Nebel). Und nicht zuletzt ist passiver immer einen Tick langsamer da er unscharfe Bilder auf Probe braucht um zu erkennen ob das Bild aus dem fokus läuft und man nachregeln muß. Hat man dagegen über ein paralles Messverfahren genaue Entfernungsdaten, schiesst man nie unscharfe Bilder. Aber wahrscheinlich ist das bei still-photography ein "Nice2have" und kein "must".
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