Hallo, ich möchte gerne ein Bild dahingehend analysieren, ob es noch periodische Störungen enthält und wenn ja, wie große diese sind und welche Frequenz sie haben. Nun habe ich gelesen, dass es auch die Möglichkeit gibt, die FFT auf ein Bild anzuwenden. Dabei sollte das Motiv des Bildes möglichst gleichfarbig sein (Testchart o.Ä.)... Nun bin ich auf der Suche nach einem Programm oder Tool, was diese Aufgabe erledigen kann. Speziell geht es um ein CCD Bild. Hilfreich wäre eine Art Spektrum mit Angaben, mit denen ich in Kombination des Pixeltaktes, eine Frequenz/Periode berechnen kann. Ich bin mir ziemlich sicher, dass ich noch Störungen in meinem Bild habe, kann sie aber leider rein visuell nicht mehr erfassen. Durch zoomen am Bildschirm, vor allem wenn ich herauszoome, kann man diese Störungen noch leicht erahnen, aber wenn man dann wieder reinzoomt, um deren Periode zu bestimmen, ist es nicht möglich, weil die Unterschiede zum ungestörten Bild viel zu klein sind. Ich wäre für Hinweise für diese analytische Aufgabe sehr dankbar! Vielen Dank! Andi
Andreas B. schrieb: > Nun habe ich gelesen, dass es auch die Möglichkeit gibt, die FFT auf ein > Bild anzuwenden. Dabei sollte das Motiv des Bildes möglichst > gleichfarbig sein (Testchart o.Ä.)... Klar, falls du nicht den Bildinhalt, sondern die Störungen analysieren willst, wärs sinnvoll ein einfarbige, homogene Quelle zu nehmen. > Nun bin ich auf der Suche nach einem Programm oder Tool, was diese > Aufgabe erledigen kann. Speziell geht es um ein CCD Bild. Hilfreich wäre > eine Art Spektrum mit Angaben, mit denen ich in Kombination des > Pixeltaktes, eine Frequenz/Periode berechnen kann. Nimm doch einfach eine Zeile/Diagonla/Spalte und nimm deren Helligkeits- oder Farbwerte und schicke sie an eine belibige FFT (Matlab, sonstige Tools, Maxima, schreib ein C-Programm, uC, nimm nen Webservice oder sonstiges :-)) > deren Periode zu bestimmen, ist es nicht möglich, weil die Unterschiede > zum ungestörten Bild viel zu klein sind. Willst du sie optisch suchen, nehm ein x-beliebiges Bitmapprogramm und erhöhe Kontrast, setze Helligkeitsschwellwerte, wende Kantenfilter an etc.. dann siehst du evtl schon was los ist :-)
matlab hat da bereits einiges für dich auf Lager. Aber denk dran, dass die FFT von periodischen Signalen ausgeht. Wenn du ein Bild analysierst, in dem Kanten sind, liefert dir die FFT Spektren, die verwirrend aussehen. Denk auch an die notwendige periodische Fortsetzung.
Angehängte Dateien:
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FFT.png
460 KB
Hallo, also die FFT an sich ist nicht so das große Problem, wie ich soeben festgestellt habe. Ich habe ein Programm (MeeSoft Image Analyzer), der diese komplett selbstständig durchführt. Dabei entsteht das Bild im Anhang. Nun habe ich Probleme dieses Bild zu interpretieren. Ich weiß, dass die weißen Punkte einer bestimmten Frequenz, die Helligkeit der Punkte die Amplitude und das am Bildmittelpunkt gespiegelte Punkte der gleichen Frequenz entsprechen. Der Abstand der Punkte vom Bildmittelpunkt entspricht der Frequenz. Also weiter außen liegende Punkte haben eine größere Frequenz. Aber wie bekomme ich nun raus, welcher Punkt welche Frequenz genau hat? Vielen Dank! Andi
öhm... lies dir da am besten nochmal die Grundlagen durch. Ein einzelner Punkt hat keine Frequenz. Die Frequenz entsteht durch periodische Muster. Wenn also jeder zweite Punkt eine bestimmte Farbe hat dann wirst du auf diesem Farbkanal im Frequenzraum einen Ausschlag bei der Frequenz "1/Bildbreite in px" haben. Allerdings kannst du dein Bild auch direkt im Frequenzraum bearbeiten. Wende mal eine Bandsperre für die relevante Frequenz auf das Signal an und mach danach ne Rücktransformation. Gruß, Sven
Hallo, das ein einzelnes Pixel keine Frequenz haben kann, ist klar. Ich meine auch nicht die Punkte im zu analysierenden Bild, sondern die hellen Punkte in dem aus der FFT entstandenen Bild (Anhang), denn diese entsprechen doch einer bestimmten Frequenz, oder nicht? Um eine Bandsperre anzuwenden, mal abgesehen davon, dass ich spontan gar nicht wüßte wie das geht bei einem Bild, müßte ich die Frequenz ja kennen. Damit könnte ich dann vielleicht überprüfen, ob meine Bestimmung genau war, aber zum ermitteln der Frequenz ist es doch etwas zu aufwendig!? Dann müßte ich ja durch probieren zahlreiche Frequenzen aus dem Bild schmeissen, bis ich die gefunden habe, die stört. Gibt es keine einfacheren Methoden, aus dem FFT Bild etwas abzulesen? Das meinetwegen der Abstand vom Bildmittelpunkt zu einem Maxima der Frequenz entspricht und man daraus die tatsächliche Frequenz berechnen kann? Und ich will das Bild nicht bearbeiten, sondern nur analysieren, welche Frequenzen darin noch vorhanden sind und die ich eventuell zu Verbesserung der Bildqualität dämpfen sollte. Vielen Dank! Andi
Hallo, Sehr informativer Link.... Danke! Weiterhin habe ich aber das Problem, dass ich die Punkte keiner Frequenz zuordnen kann. Die perioden Störungen streuen ja vermutlich beim Auslesen des CCDs ein. Deswegen kann ich so die Pixelfrequenz hinzuziehen. Nun habe ich mein Spektrum mit weißen Punkten. Frage: Ist der Abstand der weißen Punkte zum Bildmittelpunkt des Spektrums gleich des Abstandes der Störungen im Bild? Dann könnte ich ja diesen Pixelabstand mit meiner Pixelperiode multiplizieren, invertieren und hätte meine störende Frequenz. Oder wie kann ich auf die störenden Frequenzen schlussfolgern? Vielen Dank! Andi
Andreas B. schrieb: > Ich bin mir ziemlich sicher, dass ich noch Störungen in meinem Bild > habe, kann sie aber leider rein visuell nicht mehr erfassen. Durch > zoomen am Bildschirm, vor allem wenn ich herauszoome, kann man diese > Störungen noch leicht erahnen, Eventuell reicht dir schon eine Kontrasterhöhung des 10Bit Bildes aus? Die letzten Bit kannst du nicht mehr sehen und der Bildschirm nicht mehr darstellen, außerdem müsstest du den Kontrast erhöhen bevor du in einem Format speicherst das weniger als 10Bit kann.
Hallo, mein ADC kann 14bit und ich habe ein 8bit Bild. Ich kann die 8bit aber von 0-7 bis 6-13 schieben und da erkenne ich das Rauschen nur auf den unteren Bits... Wenn ich mir die vollen 14bit anschauen könnte, wären die Störungen vielleicht besser zu sehen, aber das ist leider nicht möglich. Mit Kontrast und Helligkeit habe ich auch schon rumprobiert... leider ohne nennenswerte Erfolge. Grüße Andi
Andreas B. schrieb: > mein ADC kann 14bit und ich habe ein 8bit Bild. Das verstehe ich nicht ganz. Wirfst du die untersten 6Bit dann immer weg? Kannst du ein Bild mit 14Bit erstellen und hochladen?
Hallo, wenn ich mir die oberen 8 bit (MSB) anschaue, werfe ich die untersten 6 bit weg, wenn ich mir 8bit aus der Mitte aussuche, werfe ich oben und unten ein paar Bits weg und wenn ich mir die untersten Bits (LSB) anschaue, werfe ich die obersten 8bit weg. Leider kann ich kein Bild mit vollen 14bit erstellen, weil die Übertragungsstrecke nur 8bit kann. Deswegen habe ich mir eine Auswahl geschaffen, dass ich 8bit durch die verfügbaren 14bit schieben kann. Wenn ich mir nur die obersten 8bit anschauen könnte, würde mir sicher die eine oder andere Störung nicht auffallen, deswegen schiebe ich zur Suche dieser Störungen die 8bit weiter Richtung LSB und kann dann deutlicher die Störungen begutachten, die bei 8bit vom MSB aus gesehen sicher weniger deutlich wären, aber dennoch vorhanden sind. Wenn das Ergebnis dann zufriedenstellend ist, verwende ich dann dauerhaft nur die MSB 8bit. Vielen Dank! Andi
>ich möchte gerne ein Bild dahingehend analysieren, ob es noch >periodische Störungen enthält und wenn ja, wie große diese sind und >welche Frequenz sie haben. Oh je, das klingt völlig übertheoretisiert. Mit dieser Spielerei kann man Diplomarbeiten füllen und anderen Unfug treiben, auf jeden Fall mal massig Zeit verschwenden. Das Problem dabei ist, daß du die Störung, woher sie auch immer kommen mag, nie als Ganzes samplest, sondern durch das Timing des Sensorauslesens du immer nur Aliasingprodukte siehst, also Schwebungseffekte. Das ist so, als ob du bei einem Speicheroszi die Ablenkzeit zu klein einstellst und dadurch höherfrequente Störungen nicht als solche sichtbar werden, sondern nur dessen Aliasingprodukte. Da kanst du dann tagelung nach einer 312,579Hz Störung fahnden, die letztlich garnicht vorhanden ist... Doch selbst, wenn du all dieses Aliasing-Gedöns herausrechnest, was bringt es dir dann zu wissen, daß da eine ganz schwache 12,675kHz Störung ist? Dann weist du, daß du R345 um 7cm nach rechts und 3,4cm nach unten verschieben mußt?? Wo ist der geistige Nährwert dann dieses Befunds?? Ich sehe nicht, wie dir das helfen sollte, die Schaltung zu optimieren. Du mußt das Übel an der Wurzel packen und die Schaltung und das Layout so gestalten, daß die Störungen von vorne herein gering sind. Was du da mit dem FFT vorhast, ist letztlich ein Trial-And-Error Verfahren, daß dich um keinen Zentimeter voran bringt. Du weißt doch schon, wo die Störungen herrühren, von deinen Pixel-Schiebe-Taktsignalen. Route die anständig, verdrossele und filter ausreichend, dann brauchst du diesen ganzen FFT-Quark nicht. SCHAU DIR DAZU DAS LAYOUT DES EVAL-BOARDS GENAU AN !!!!!, wenn du nicht genügend Erfahrung hast und keinen erfahrenen Ingenieur in eurer Abteilung auftreiben kannst! >Ich bin mir ziemlich sicher, dass ich noch Störungen in meinem Bild >habe, kann sie aber leider rein visuell nicht mehr erfassen. Hallo?? Warum stören sie dich dann, wenn du sie nicht mehr sehen kannst??? Kai Klaas
Kai Klaas schrieb: >>ich möchte gerne ein Bild dahingehend analysieren, ob es noch >>periodische Störungen enthält und wenn ja, wie große diese sind und >>welche Frequenz sie haben. > > Oh je, das klingt völlig übertheoretisiert. Mit dieser Spielerei kann > man Diplomarbeiten füllen und anderen Unfug treiben, auf jeden Fall mal > massig Zeit verschwenden. > > Das Problem dabei ist, daß du die Störung, woher sie auch immer kommen > mag, nie als Ganzes samplest, sondern durch das Timing des > Sensorauslesens du immer nur Aliasingprodukte siehst, also > Schwebungseffekte. Das ist so, als ob du bei einem Speicheroszi die > Ablenkzeit zu klein einstellst und dadurch höherfrequente Störungen > nicht als solche sichtbar werden, sondern nur dessen Aliasingprodukte. > Da kanst du dann tagelung nach einer 312,579Hz Störung fahnden, die > letztlich garnicht vorhanden ist... > Natuerlich muss jedem klar sein, dass die FFT (genauer das Powerspektrum) Probleme mit Aliasing hat, es gilt aber auch, dass z.B. bei einer Pixelfrequenz von 10 MHz und 1024 Samples (eine Pixelzeile) alle echten Frequenzen zwischen etwa 10 kHz und 5 MHz richtig gesampelt und damit auch dargestellt werden. Falls nun noch spaltenweise die 1-d Powerspektren berechnet werden, wird das Signal (und damit die Stoerung) etwa alle 100 us abgetaset. Somit werden hier die Frequenzen im Bereich von etwa 10 Hz bis 5 kHz richtig erfasst. Falls nun z.B. ein Schaltregler mit maximal 1 MHz arbeitet, sind dessen Stoerungen im Powerspektrum sichtbar. Damit die hoeheren Frequenzen nun nicht zu Aliasing fueren, wird das Signal normalerweise noch gefiltert. > Doch selbst, wenn du all dieses Aliasing-Gedöns herausrechnest, was > bringt es dir dann zu wissen, daß da eine ganz schwache 12,675kHz > Störung ist? Dann weist du, daß du R345 um 7cm nach rechts und 3,4cm > nach unten verschieben mußt?? Wo ist der geistige Nährwert dann dieses > Befunds?? Ich sehe nicht, wie dir das helfen sollte, die Schaltung zu > optimieren. > > Du mußt das Übel an der Wurzel packen und die Schaltung und das Layout > so gestalten, daß die Störungen von vorne herein gering sind. Was du da > mit dem FFT vorhast, ist letztlich ein Trial-And-Error Verfahren, daß > dich um keinen Zentimeter voran bringt. > Das ist natuerlich richtig. Am besten ist es, die Stoerungen zu beseitigen. Das Powerspektrum ist nun aber eine sehr empfindliche Methode, den Erfolg der Massnahmen zu beurteilen. Die Sensitivitaet kann durch die Mittelung noch deutlich gesteigert werden (immerhin besteht ein einzelnes Bild aus vielen Zeilen und Spalten). Wir verwenden diese Nachweis(!)methode mittels Powerspektrum an unserem Institut sehr erfolgreich fuer HAWAII-1 Infrarotdetektoren und die bei uns selbst entwickelte Ausleeelektronik. > Du weißt doch schon, wo die Störungen herrühren, von deinen > Pixel-Schiebe-Taktsignalen. Route die anständig, verdrossele und filter > ausreichend, dann brauchst du diesen ganzen FFT-Quark nicht. SCHAU DIR > DAZU DAS LAYOUT DES EVAL-BOARDS GENAU AN !!!!!, wenn du nicht genügend > Erfahrung hast und keinen erfahrenen Ingenieur in eurer Abteilung > auftreiben kannst! > >>Ich bin mir ziemlich sicher, dass ich noch Störungen in meinem Bild >>habe, kann sie aber leider rein visuell nicht mehr erfassen. > > Hallo?? Warum stören sie dich dann, wenn du sie nicht mehr sehen > kannst??? > > Kai Klaas Matthias Heininger
Andreas B. schrieb: > ich möchte gerne ein Bild dahingehend analysieren, ob es noch > periodische Störungen enthält und wenn ja, wie große diese sind und > welche Frequenz sie haben. Hi, Andi, woran unterscheidest Du selbst den gewünschten Nachrichteninhalt im Bild von einer Störung? Diese Unterscheidung ist der erste Schritt. Im zweiten Schritt könnte sich ein Testbild bekannten Inhaltes lohnen - könnte auch voller Weißpegel sein - und dann ein Vergleich des Ist mit dem Soll. Da könntest Du auch das FBAS-Signal von den Synchronsignalen trennen und auf Pegelschwankungen untersuchen. Schau mal die professionellen Mess- und Testgeräte von Agilent oder Rohde&Schwarz, allerdings hat sich das Produktspektrum mit dem Übergang zu DVB-T verändert. Ciao Wolfgang Horn
Hallo, der Thread ist zwar schon etwas älter, aber da ich gerade was ähnliches gesucht habe, und auch gefunden, dachte ich ich poste es hier einfach mal für die Nachwelt: ImageJ ist ein spitzen opensource-Bildanalyseprogramm (auf Java basierend -> Plattformunabhängig!). Unter anderem kann man sich dort einen schönen 2D FFT-Plot anzeigen lassen... http://rsbweb.nih.gov/ij/ Besten Gruß!
1. Im Buch Praxiseinstieg LabVIEW, ISBN-10: 3772340393, enthält ein Beispiel mit einer 2-dim FFT. Dabei wird zeilenweise eine FFT angewendet und danach spaltenweise eine FFT. Im Beispiel ist noch ein Tiefpass realisiert und eine Rücktransformation. 2. Bei einem Farbbild sind die Operation 2-DIM-FT auf jede Farbe getrennt anzuwenden. (Oder das Farbbild vorher in ein Graubild umwandeln. Dann ist aber die Farbe für alle Zeiten weg.) 3. Störfrequenzen können auch mit einer Faltung entfernt werden. Stichwort: Kernel
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