cirq GmbH, Mannheim
HomeUnternehmenPortfolioReferenzen

Prinzip von AV-Systemen

Jedes AV Analyse-System (AV-System) lässt sich in vier Phasen gliedern. Diese vier Phasen spiegeln das EVA-Prinzip wider, wobei sich die Verarbeitungsphase von EVA in Vorverarbeitung und Auswertung aufteilt.


Das EVA-Prinzip für AV-Systeme

Das EVA-Prinzip für AV-Systeme

Die vier Phasen des EVA-Prinzips werden im Folgenden über die Umrisserkennung eines Tisches in einem gegebenen Bildinhalt demonstriert.

1. Das EVA-Prinzip für AV-Systeme

Sensorik. Um den Umriss des Tisches im Bildinhalt zu bestimmen, gibt es keine speziellen Anforderungen an die Kamera. Die Bestimmung der kamerainternen Parameter, wie z.B. der Brennweite, oder eine aufwändige Kalibrierung ist nicht erforderlich. Das gezeigte Bild entstammt einer einfachen Digitalkamera, daher ist eine ggf. durchzuführende Digitalisierung hier ebenfalls nicht nötig.

Andere AV-Systeme, wie beispielsweise auf Stereokamerasystemen aufbauende 3D-Rekonstruktionen, sind bezüglich der eingesetzten Sensorik wesentlich aufwändiger.

2. Das EVA-Prinzip für AV-Systeme

Vorverarbeitung. Da das hier vorgestellten AV-System den Umriss des Tisches im gezeigten Bildausschnitt bestimmen soll, besteht eine geeignete Vorverarbeitung darin, die für Umrisse wesentlichen Kantenstrukturen zu untersuchen.

Zu diesem Zweck wurde im nebenstehenden Bild ein digitaler Filter (der so genannte Sobel-Operator) angewandt. Dieser Hochpassfilter extrahiert die Regionen mit größtem Helligkeitsunterschied und ist offensichtlich für dieses AV-System geeignet: Diese Regionen sind die wesentlichen Kantenstrukturen des Bildes.

3. Das EVA-Prinzip für AV-Systeme

Auswertung. Das Herzstück des AV-Systems besteht in der Auswertung der Eingangsdaten. Sie besteht in diesem AV-System in der Erkennung gerader Liniensegmente auf den in der Vorverarbeitung erzeugten Kantenstrukturen, da der Umriss eines Tisches eben aus geraden Linien besteht.

Die Erkennung der Liniensegmente erfolgt mit einem statistischen Ansatz: Aus allen im Bild möglichen Linien werden diejenigen extrahiert, die am wahrscheinlichsten geraden Linienstrukturen entsprechen. Dies sind die rot eingezeichneten Linien im gezeigten Bild - und offensichtlich bilden sie Ober- und Unterkante des Tisches.

4. Das EVA-Prinzip für AV-Systeme

Darstellung. Um den Umriss des Tisches darzustellen, wurde der Umriss des Tisches mittels der ihn begrenzenden Liniensegmente grün umrandet. Der Rest des Bildinhalts wurde ausgeblendet, um den Umriss hervorzuheben.

Bemerkenswert ist, dass der angewandte Algorithmus dank des statistischen Ansatzes in der Lage ist, den Umriss des Tisches auch in dem Bereich richtig zu erkennen, der von den Halterungen der Webcam überdeckt ist. Dies lässt sich auf das eingesetzte Vorwissen zurückzuführen: der Umriss eines Tisches besteht aus geraden Linien.

Das EVA-Prinzip

"Als Grundschema der Elektronischen Datenverarbeitung gilt das so genannte EVA-Prinzip (Eingabe - Verarbeitung - Ausgabe): Demnach verfügt jede Datenverarbeitungsanlage über Schnittstellen zur Eingabe (zum Beispiel mit einer Tastatur oder Maus) und Ausgabe (zum Beispiel am Bildschirm oder Drucker). Im Zentrum steht in der Regel eine Zentrale Verarbeitungseinheit (CPU)." Quelle: Wikipedia