Thomas Jedinger,
"Segmentierung des Spielfeldes eines Labyrinthspieles"
, 2-2013
Original Titel:
Segmentierung des Spielfeldes eines Labyrinthspieles
Sprache des Titels:
Deutsch
Original Kurzfassung:
In dieser Projektseminararbeit wird für das Praktikum 'Digitale Bildverarbeitung' das mit einer Kamera aufgenommene Spielfeld eines Labyrinthspiels segmentiert und diese Daten für eine weitere Auswertung bereit gestellt. Die gesuchten Segmente sind: Startpunkt, Endpunkt, die vorgegebene Kugelbahn auf dem Spielfeld, die Position der Löcher und die Nummerierung der Löcher.
Im Wesentlichen gliedert sich der Ablauf der Bildauswertung in das Entfernen der durch die Linse verursachten optischen Verzerrungen, gefolgt von der Umsetzung auf ein Schwarz-Weiß-Bild (Binärbild) mittels lokalem Schwellwert-Filter. Bei der Segmentierung wird ein übersichtliches Verfahren für die Identifikation von Gemeinsamkeiten gleichartiger Objekte vorgestellt, womit eine Klassifizierung durchgeführt wird. Auf Basis der bekannten Positionen der Löcher und der Punkte des Pfades erfolgt eine automatische Nummerierung der Löcher. Mit Hilfe morphologischer Operationen und geschickter Addition/Multiplikation mit Bildmasken werden die Daten so aufbereitet, dass die Reihenfolge sehr einfach bestimmt werden kann.
Für die Bildaufnahme wurde eine hochwertige Kamera verwendet, damit der Aufbau später in einer weiterführenden Arbeit für eine Echtzeitbestimmung der Kugelposition und Winkelstellung des Spielfeldes verwendet werden kann.
Während der Erstellung der Arbeit hat sich herausgestellt, dass die, auf Bildqualität optimierte, Standardimplementierung der optischen Entzerrung der Camera Calibration Toolbox sehr langsam ist, was in Folgearbeiten zu Performanceproblemen führen würde. Daher wurden Überlegungen angestellt, die optische Entzerrung mit hinnehmbarem Verlust der Bildqualität zu beschleunigen. Diese Ideen wurden implementiert und damit Vergleiche von Geschwindigkeitsgewinn und Einfluss des Qualitätsverlustes angestellt.
Keywords: Digitale Bildverarbeitung, Labyrinthspiel, Camera Calibration Toolbox
Sprache der Kurzfassung:
Deutsch
Englischer Titel:
Segmentation of the board of a labyrinth game
Englische Kurzfassung:
The goal of this work is to provide tasks for the workshop 'Digital Image Processing', in the field of image segmentation. The object to work with is the board of a maze game, of which images are taken with an industry level camera system. The setup and required modifications of the task itself are discussed briefly. In order to obtain optical undistorted images, the required theory of mathematical modeling is explained and a method for the calibration is shown. For a possible use in a real-time system, attempts were made to speed up the process of geometric correction, which results in a significant performance gain.
Afterwards the clean image is segmented using a pixel based local threshold filter, which turned out to be a suitable solution. The resulting segments are analyzed for their properties as size, perimeter, symmetry and some others. An easy possibility to classify different types of objects is shown, so that it is possible to intuitively get information about the path, holes, start- and endpoint. An automated labeling of the order of the holes is done by masking and multiplying the image information, in combination with a simple path finding algorithm.
Keywords: digital image processing, labyrinth game, camera calibration toolbox
Forschungs-