H. Bässmann • J. Kreyss Bildverarbeitung Ad Oculos Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH Henning Bässmann • Jutta Kreyss Bildverarbeitung AdOculos Dritte, vollständig überarbeitete und erweiterte Auflage Mit 455 Abbildungen Springer Dr.-Ing. Henning Bässmann DBS Digitale Bildverarbeitung und Systementwicklung GmbH Kolhökerstr. 61 D-28203 Bremen e-mail: [email protected] Dr. Jutta Kreyss IBM Deutschland GmbH Smart Card Solutions Schönaicher Straße D-71032 Böblingen e-mail: [email protected] Additional material to this book can be downloaded from http://extras.springer.com. ISBN 978-3-540-63649-6 ISBN 978-3-662-06048-3 (eBook) DOI 10.1007/978-3-662-06048-3 Die Deutsche Bibliothek - cIP-Einheitsaufnahme Bildverarbeitung Ad Oculos 1 Henning Bässmann. - Berlin; Heidelberg ; New York ; Barcelona; Budapest ; Hongkong; London ; Mailand ; Paris; Santa Clara ; Singapur ; Tokio: Springer, 1998 Buch. -3., vollst. überarb. und erw.Aufl. -1998 brosch. CD-ROM. -3., vollst. überarb. und erw. Aufl. -1998 Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikrover filmung oder der Vervielfaltigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfaltigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheber rechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zuläs sig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1998 Ursprünglich erschienen bei Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1998. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne be sondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, daß solche Namen im Sinn der Warenzeichen-und Marken schutzgesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürfen. Sollte in diesem Werk direkt oder indirekt auf Gesetze, Vorschriften oder Richtlinien (z.B. DIN, VDI, VDE) Bezug genommen oder aus ihnen zitiert worden sein, so kann der Verlag keine Gewähr für die Richtigkeit oder Aktu alität übernehmen. Es empfiehlt sich, gegebenenfalls für die eigenen Arbeiten die vollständigen Vorschriften oder Richtlinien in der jeweils gültigen Fassung hinzuzuziehen. Umschlaggestaltung: Künkel + Lopka, Heidelberg Satz: Datenkonvertierung durch MEDIO, Berlin SPIN: 10633287 68/3020 -5 4 3 2 1 0 - Gedruckt auf chlorfreiem Papier. Für Ph. W. Besslich Vorwort zur dritten Auflage Mit dieser dritten Auflage ermöglichte uns der Springer-Verlag eine komplette Überarbeitung des vorliegenden Buches. Daher gebührt der erste Dank allen beteiligten KollegInnen des Springer-Verlages für die außerordentlich angeneh me und unbürokratische Zusammenarbeit. Die Neuerungen dieser Auflage beginnen bereits mit dem ersten Kapitel. Es hat sich in einen größeren, drei Kapitel umfassenden einführenden Block gewandelt. Die verfahrens orientierten Kapitel sind durch ein neues, großes Thema, nämlich die Wissensbasierte Bildverarbeitung erweitert. Einige der alten Kapitel sind völ lig neu aufgebaut, andere runderneuert. Aufgaben und Lösungen bieten die Möglichkeit, das neue Wissen anzuwenden, also zu "begreifen". Die beiliegende CD enthält die Software AdOculos 4.0 für Windows 95 und NT 4 in der Studenten-Version. Bitte lesen Sie die Datei Readme.txt für weitere Informationen, insbesondere zu den Unterschieden zwischen Voll- und Studen ten-Version. Aktuelle Informationen stehen auch unter www.dbs-imaging.com zur Verfügung. Viele helfende Hände trugen auch außerhalb des Verlages zum Erfolg dieses Buches bei. Auf Otthein Herzog sind einige grundlegende Änderungen des Buches zurückzuführen, da wir uns auf Grund seiner Aktivitäten erst kennen gelernt haben. Die neue Studenten-Version der Software basiert auf den Arbei ten von Elmar Loos, Stefan Näwe, Ansgar Schmidt und insbesondere Johannes Vogel. Die für diese Auflage neuen Zeichnungen entstanden auf den PCs von Jonathan Maron, Emine Örük und Fahim Sobat. Rolf Schulz entwickelte das neue AdOculos-Startbild, das sich auch auf dem Buchumschlag wieder findet. Unser ganz besonderer Dank gilt Thoralf Schott, ohne den der Text mit Fehlern über sät gewesen wäre, und der mit grossem Gleichmut ertrug, dass wir uns in diesem Buch an der neuen Rechtschreibung versucht haben. Ebenso wichtig wie die Hilfe bei diesen handwerklichen Arbeiten waren uns die inhaltlichen Diskussionen. Insbesondere das die Komponenten der digitalen Bildverarbeitung beschreibende Kapitel 2 profitierte durch die außerordentlich fruchtbaren Gespräche mit Eberhard Bonz,Andreas Breunig, Bernd Schlichting, UlfWeißer und Uwe Wojak. Natürlich hat das Schreiben von Büchern auch seinen geschäftlichen Aspekt, der sich letztendlich im Ladenpreis ausdrückt. Um diesen zu senken, akquirier- VIII Vorwort zur dritten Auflage ten wir einige Anzeigen. Allen in diesem Buch werbenden Firmen sei für diese finanzielle Unterstützung gedankt. Zu unserem großen Leidwesen können wir mit dem Schreiben dieses Buches unseren luxuriösen Lebenswandel nicht einmal im Ansatz bestreiten. Wir sind daher gezwungen zu arbeiten. Glücklicherweise unterstützen unsere Firmen die schriftstellerischen Ambitionen auf vielfältige Weise. Besonders dankbar sind wir all unseren KollegInnen, die geduldig unsere Ungeduld und Hektik ertragen haben. Schlimmer noch als unsere KollegInnen habt jedoch ihr, unsere Liebsten, unter uns leiden müssen. Daher euch den herzlichsten Dank für die Unterstützung! Bremen, Stuttgart H.Bässmann Sommer 1998 J. Kreyss Vorwort zur zweiten Auflage Leider muß dieses Vorwort traurig beginnen. Zum Zeitpunkt der Fertigstellung der vorliegenden Auflage jährt sich der viel zu frühe Tod von Professor Besslich bereits zum ersten Mal. Dieses ist angesichts der sehr freundlichen Aufnahme des Buches durch die Leser besonders schmerzhaft. Ich werde mein Bestes tun, die Arbeit im Sinne von Professor Besslich fortzuführen. Ein besonderes Anliegen war ihm die Anpassung von AnhangA (Beispiele aus der industriellen Bildverarbeitung) an den Stil des Buches. Dementsprechend habe ich diesen Abschnitt vollständig erneuert. Die Beispiele aus der industriellen Bildverarbeitung wurden wiederum durch Mitgliedsfirmen des Bremer Arbeitskreis Bildverarbeitung beigesteuert. Hierfür sei den Firmen Atlas Elektronik GmbH, DST Deutsche System-Technik GmbH, Innovationstechnik Gesellschaft für Automation m.b.H. und O.S.T. Optische Systemtechnik GmbH & Co. KG herzlich gedankt. Mein besonderer Dank gilt der Firma DBS Digitale Bildverarbeitung und Systementwicklung GmbH für die mittlerweile mehrjährige, außerordentlich fruchtbare Zusammenarbeit im Rahmen des AdOculos-Projektes. Neben vielen anderen, ist eine der "Früchte" der Gewinn des Deutsch-Östereichischen Hoch schul-Software-Preises 1992 für die parallel zur ersten Auflage entwickelte Soft ware AdOculos (nähere Informationen finden Sie in Anhang 1), eine andere die Realisierung einer englisch-sprachigen Version des AdOculos-Paketes bestehend aus Software und Buch. Ein Kennzeichen von AdOculos ist die Unabhängigkeit von spezieller Bildver arbeitungs-Hardware. Andererseits ist eine derartige Verknüpfung keineswegs ausgeschlossen. Im Gegenteil, der Rostocker Firma HaSo Tec Hard -und Software Technology gebührt ausdrücklicher Dank für die Bereicherung des AdOculos Paketes durch einen sehr guten, durchaus erschwinglichen Frame-Grabber "Made in Germany". Wie weit die Anpassungsfähigkeit von AdOculos reicht, zeigt dessen Implementierung auf einem hochkomplexen Mehrprozessor-Rechner. Diesem Konzept wurde der neue Anhang H gewidmet. Ohne die hervorragende Arbeit des Springer-Verlages wäre der Erfolg des Buches nicht denkbar. Mein spezieller Dank gilt der unbürokratischen Betreu ung "in allen Lebenslagen". Ich möchte dieses Buch meinen neuen Kollegen der Innovationstechnik Gesellschaft für Automation m. b.H. widmen. Sie gewähren mir nicht nur den Frei- X Vorwort zur zweiten Auflage raum für die Weiterführung des AdOculos-Projektes, sondern beteiligen sich daran aktiv. Dieses reicht von konstruktiver Kritik bis hin zur Einbindung in neue Produkte. Dem Projekt eröffnen sich somit neue Perspektiven und Entwick lungsmöglichkeiten. Bremen, im Juni 1993 H.Bässmann