Bildoptimierung durch kontrolliertes Aktives Sehen und Bildfusion (Image Optimization via Controlled Active Vision and Image Fusion)

Mit nur einem Kamerabild alleine lässt sich bei schwierigen Objekten oftmals keine Darstellung visuell ausreichender Güte erzielen, unter Umständen auch dann nicht, wenn man die Aufnahmekonstellation optimal wählen würde. Der Grund liegt in der vielgestaltigen Wechselwirkung zwischen Beleuchtung, Objekt und Aufnahmeoptik einerseits und der eingeschränkten ,,Wahrnehmungsfähigkeit“ eines gängigen intensitätsempfindlichen 2D-Sensors einer Standardkamera für das informationstragende Lichtfeld der Szene andererseits. Für Bilder höherer Güte werden in diesem Aufsatz Bildserien unter gezielter Variation der Parameter der Aufnahmekonstellation gewonnen. Solche Serien, die wesentlich mehr Information tragen als ein einzelnes Bild, werden zu Resultatbildern mit einer von Einzelbildern nicht erreichbaren Qualität verschmolzen. Am Beispiel der Gewinnung eines Bildes mit gleichmäßigem Signal-zu-Rausch-Verhältnis auf hohem Niveau wird ein finaler Fusionsansatz demonstriert. Ein solcher Ansatz ist sinnvoll, wenn anhand der Bildserie bereits sehr gut auf die Qualität des zukünftigen Fusionsresultates geschlossen werden kann. Ein zweites Beispiel zeigt, wie für ein optisch schwieriges biologisches Präparat eine Bildserie durch zweidimensionale Variation der Beleuchtungsrichtung gewonnen und iterativ zu einem hochwertigen Ergebnisbild fusioniert wird. Die Qualität des Resultates der mitlaufenden Fusion bestimmt hier den Abbruch der Serienakquisition. In beiden Beispielen wird Bildinformation in die Bildseriengewinnung rückgekoppelt, und so der Akquisitionsprozess im Hinblick auf einen umfassenden aufgabenspezifischen Informationsgewinn geregelt.