Was sind Bildverarbeitungsalgorithmen?

Bildverarbeitungsalgorithmen verwenden Computeralgorithmen zur Manipulation von Hardware und Software, um eine bessere Kontrolle über die Bildverarbeitung zu erzielen, als dies mit der analogen Bildverarbeitung jemals möglich war. Sie sind in mehreren Sprachen verfasst und verwenden je nach Verwendung und Zweck unterschiedliche Algorithmen. Die Bildverarbeitung umfasst mehr als nur die Verarbeitung von Bildern, die mit einer Digitalkamera aufgenommen wurden. Daher wurden die verwendeten Algorithmen für die Verarbeitung von Magnetresonanztomographie- und Computertomographie-Scans, Satellitenbildverarbeitung, Mikroskopie und forensische Analyse sowie Robotik entwickelt und mehr. Algorithmen für die Bildverarbeitung lassen sich in verschiedene Kategorien einteilen, z. B. Filterung, Faltungen, morphologische Operationen und Kantenerkennung. Diese Funktionen haben die Bildverarbeitung seit den 1980er Jahren erheblich erweitert, da die Verbreitung von Computerhardware möglich geworden ist, da die Hardware für den durchschnittlichen Geschäfts- oder Haushaltsbereich erschwinglicher geworden ist.

Im persönlichen und professionellen Digitalkamerabetrieb gleichen ausgefeilte Algorithmen durch Interpolation von Farben das Bild aus, was dem aufgenommenen Bild fehlt. Dies erfolgt durch Untersuchen der benachbarten Pixel und der weiter hinten im Bild befindlichen Pixel, um zu verhindern, dass eine falsche Färbung, die als Farbaliasing bezeichnet wird, im Bild auftritt, was zu einer Verschlechterung der Realität des fotografierten Bildes führt. Die digitale Verarbeitung des Fotos ermöglicht die Reduzierung von Rauschen und Signalverzerrungen bei digitalen Bildern, und die Algorithmen können zweidimensionale, dreidimensionale und vierdimensionale Bilder in Formaten verarbeiten, die leicht gespeichert und bearbeitet werden können.

Optische Zeichenerkennungsalgorithmen werden von Überwachungsteams und Strafverfolgungsbeamten verwendet, um Kennzeichen von Kamerasystemen oder Straßenkameras zu lesen. Diese Algorithmen müssen kompliziert genug sein, um Einstellungen für die Geschwindigkeit des verfolgten Fahrzeugs, die Wetterbedingungen und die Blickwinkel vorzunehmen, damit die Kennzeichen leicht lesbar sind. Bildverarbeitungsalgorithmen werden auch bei der Entwicklung neuronaler Netze und Wavelets unter Verwendung optischer Zeichenerkennungsalgorithmen verwendet, die in Handschrifterkennungssoftware verwendet werden. Diese Bilderkennungsalgorithmen interpretieren handschriftliche Notizen, Diagramme, Fotos und Gleichungen und verarbeiten sie in kontextbezogene Übersetzungen zur Speicherung und Übertragung zwischen verschiedenen Hardwaregeräten.

In der Medizin wurden die Bildverarbeitungsalgorithmen weiter verfeinert und erweitert, um sowohl lineare als auch Kurvenalgorithmen zusammen mit Abstands-Transformationsformulierungen zu verwenden, um detailliertere Ergebnisse zu erzielen. Außerdem wurden geometrische Korrekturen vorgenommen, um originalgetreue Scanbilder aus der Positronentomographie und MRT zu erhalten. In der Forensik und Mikroskopie haben einfache und komplexe Entfaltungsalgorithmen es Mikroskopikern ermöglicht, Unschärfen zu reduzieren und eine originalgetreue Bildauflösung durchzuführen. In der digitalen Mammographie werden mehrere Bildverarbeitungsalgorithmen verwendet, um in Kombination ein klares Bild jeder Läsion, der Ränder und der Dichte der Läsion zu erhalten und erkennbare Tumore klarer zu definieren. Diese medizinischen Anwendungen wurden weiterentwickelt, liefern jedoch immer genauere Bilder für die Diagnosen und Prognoseinformationen, auf die die medizinische Gemeinschaft angewiesen ist.