Filter (Bildverarbeitung)
Der Name MATLAB verrät bereits, dass MATLAB primär zur numerischen Berechnung mit Matrizen entwickelt wurde. Der Name setzt sich zusammen aus den Wörter MATrix LABoratory. Da nicht alle von Ihnen bereits in Ihrer Schulzeit Matrizen behandelt haben, sei hier ein sehr anschaulicher Repräsentant einer Matrix gewählt.
Das gezeigte Bild (die Verwendung an dieser Stelle ist historisch begründet) ist intern nichts anderes als eine dreidimensionale Matrix. Das gezeigte Bild hat die Dimension 1024x768x3. Die ersten zwei Werte beschreiben die Größe des Bilders im 2D-Raum. Das Bild hat also eine Auflösung von 1024x768 Pixeln. Die letzte Ziffer 3 repräsentiert die drei im Bild vorhandenen Farbkanäle Rot, Grün, Blau. Die Farbe eines Pixels setzt sich im verwendeten Modell aus den Grundfarben R G B zusammen.
R 0 G 0 B 0 wäre beispielsweise schwarz.
R 255 G 255 B 255 wäre weiß.
R 255 G 0 B 0 wäre rot.
Das sichtbare Spektrum kann durch Mischung der drei Farbwerte weitestgehend abgebildet werden.
Es ist nun möglich auf diese Matrix Operationen anzuwenden um sie zu verändern. Ihnen sind diese Operationen aus Adobe Photoshop oder ähnlichen Programmen sicherlich bekannt.
Das im folgenden gezeigte Beispiel ist sehr viel umfangreicher als die bisherigen und wird daher nicht detailiert erklärt. Sie werden aber am Ende des Tutorials in der Lage sein ein solches Programm selbst zu schreiben.
Laden Sie zum Ausführen des Programms die Dateien im heutigen Moodle-Übungsbereich herunter und speichern Sie sie in C:\Users\Username\Documents (Dies ist ein hier einmaliges Vorgehen, normalerweise müssen Dateien in H:\Matlab\ gespeichert werden. ). Entpacken Sie die Datei im Ordner und führen Sie die darin befindliche BildbearbeitungUI.m aus.
In das Eingabefeld geben Sie den Dateipfad ein. Für das Bild Testbild auf dem Laufwerk H:\ wäre dies zum Beispiel: H:\Testbild.jpg . Achten Sie auch auf die Dateiendung.
Das Bild wird in das Programm über den Knopf „Bild laden“ eingelesen und kann dann bearbeitet werden.
Die drei eingefärbten Regler sind zur Kontrolle der Farbkanäle. Im linken Anschlag wird jedes Pixel des entsprechenden Farbkanals mit 0 multipliziert und im rechten mit 1. Somit können einzelne Farbkanäle aus dem Bild genommen werden oder ihr Anteil vermindert werden.
Der darunter befindliche Regler verändert die Helligkeit des Bildes. Dazu wird jeder Farbkanal mit einem Wert zwischen 0 und 1 multipliziert.
Mit dem Knopf Invertieren werden die Farben des Bildes invertiert, hierzu wird der Wert jedes Farbkanal jedes Pixels von 255 abgezogen. Der neue Farbwert ergibt sich zu:
Invert = 255-134
Der Wert 134 ist hierbei der originale Farbwert.
Der letzte Knopf wandelt das Bild in schwarz-weiß um. Um auf das ursprüngliche Bild zurückzukehren verändern Sie einen der übrigen Regler.