GDVTermin2 (PDF)

Graphische Datenverarbeitung
Sommersemester 2015
Prof. Elke Hergenröther

Daniel Siedka, 719032 
Andreas Seitz, 736602 
2. Teil: GIMP 
 

Aufgabe 1: Zugangscode
Ziel 1: Machen Sie die im Bild zugangscode.bmp enthaltenen Ziffern sichtbar 

 
 
“Frage 1.1: Warum kann man die Ziffern im Originalbild nicht erkennen?” 
Die Farben unterscheiden sich im Original im HSV Modell nur bezüglich der Farbwerte. Sättigung 
und Dunkelwert sind identisch und sehr niedrig. Im RGB­Modell unterscheiden sich die Farben je 
nur um 2 von 265 möglichen Punkten in verschiedenen Farbkanälen (Farbwerte 20 bis 22). Daher 
sind die Farbunterschiede so gering, dass sie je nach Display mit bloßen Auge nur schwer 
erkennbar sind. 
 
Ziel 2: Beheben Sie den in Frage 1.1 beschriebenen Mangel, so dass ein möglichst 
farbenprächtiges Farbbild entsteht, in dem die Ziffern gut erkennbar sind. 

 
Praktikumsgruppe Mi5x
mit Björn Frommer 

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“Frage 1.2: Wie haben Sie den Mangel behoben?” 
Mittels linearer Grauwerttransformation wurde der Bereich, in dem sich die Dunkelwerte 
ursprünglich bewegten (x­Ausdehnung des grauen Balkens) vergrößert (schwarze Linie innerhalb 
des Balkens). 
 

Aufgabe 2: Farbräume
“Frage 3.1: [sic] Welche Bildausschnitte A bis F stimmen mit welchen Bildausschnitten 1 
bis 6 in welchem Farbkanal überein?” 

 
Im Kanal “Rot” stimmen die Felder “B” und “2” überein. 
Im Kanal “Grün” stimmen die Felder “D” und “5” überein. 
Im Kanal “Blau” stimmen die Felder “E” und “6” überein. 
Im Kanal “Hue” stimmen die Felder “A” und “4” überein. 
Im Kanal “Saturation” stimmen die Felder “C” und “1” überein. 
Im Kanal “Value” stimmen die Felder “F” und “3” überein. 

 
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Aufgabe 3: Farbraum‐Modifikationen
Original, Ausgangbild (Aufgabenstellung), Korrektur: 

 

 
 
“Frage 3.1: Wie haben Sie das Bild restauriert? (Vorgehen und verwendete Werte.)” 
Änderung von Farbton, Helligkeit und Sättigung: 
Farbton:
159 
Helligkeit:
  17 
Sättigung:
­24 
 

Aufgabe 4: Lineare Grauwert‐Transformation
1. Vorgehen (1): Laden Sie das Bild schrott.jpg. 
2. Invertieren Sie es mit Hilfe einer linearen Grauwert­Transformation. 
3. Vorgehen (2): Verringern Sie in einer Kopie (<CTRL>D) von schrott.jpg die 
Grauwert­Dynamik mit Hilfe einer linearen Grauwert­Transformation so, dass das 
Bild wie rechts gezeigt völlig „flau“ aussieht. 

 
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4. Versuchen Sie anschließend, das flaue Bild auf demselben Wege wieder ungefähr 
auf das Grauwert­Intervall [gmin, gmax] des ursprünglichen Bildes zu spreizen 

 
 
 
“Frage 4.1: Unterscheidet sich das ursprüngliche Bild schrott.jpg sichtbar vom 
rekonstruierten Bild? Gibt es Unterschiede in den Histogrammen? (Bitte kurz erläutern).” 
Ja: Durch die Verringerung der Grauwert­Dynamik gingen Werte unwiederbringlich verloren, die 
nicht rekonstruiert werden konnten. 
 
 

Aufgabe 5: Faltung

 
 
 
 
➔
➔
➔
➔

a) kante.bmp
a) F1(kante.bmp, V128)
b) F2(F1(kante.bmp, V128), V128)
c) F3(kante.bmp, V128)

(links oben) 
(rechts oben) 
(links unten) 
(rechts unten) 
 

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“Frage 5.1: Was liefert der Vergleich der beiden zuletzt erzeugten Ergebnisse mit Hilfe der 
Pipette (siehe Tool­Box)?” 
Laut Pipette haben die jeweiligen Streifen der letzten beiden Ergebnisse die selben Farbwerte. 
F3(x) gleicht also F2(F1(x)). Diese Vermutung bestätigt die Tatsache, dass F2­F1 = F3. 
 
 
“Frage 5.2: Die beiden Faltungsmatrizen F1 und F2 differenzieren das Bild (d.h. sie bilden 
jeweils die Ableitung) in Zeilenrichtung. Was bewirkt demzufolge die Faltungsmatrix F3 
bzgl. des Begriffes „Ableitung“?” 
Es bildet die 2. Ableitung. 
 

 
 
➔
➔
➔
➔

a) kante.bmp
d) F4(kante.bmp, V0)
e) F5(kante.bmp, V0)
f)  F6(kante.bmp, V128)

(links oben) 
(rechts oben) 
(links unten) 
(rechts unten) 

 
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“Frage 5.3: Was liefern die pixelweisen Pipetten­Vergleiche des Ergebnisses der Faltung mit 
F6 (siehe (f)) mit dem Ergebnis der Faltung mit F3 (siehe (c))? Begründen Sie die 
Unterschiede.” 
Die Grauwerte der Streifen unterscheiden sich bei Anwendung von F3 um jeweils 60 Punkte (in 
beide Richtungen) vom Grauwert des Hintergrundes, während der Unterschied nach Anwendung 
von F6 mit 20 Grauwertpunkten nur ein Drittel davon beträgt (20/60=1/3). 
Der Grund dafür liegt darin, dass auch die Werte in F6 selbst jeweils nur ein Drittel der an der 
selben Stelle stehenden Werte der Matrix F3 betragen. 
 
“Frage 5.4: Was bewirken die beiden Faltungen F4 bzw. F5?” 
Die Dunkelwertsprünge zwischen den Streifen des Originalbildes betragen jeweils 60. Nach 
Anwendung von F4 wurden die Übergänge jeweils “in zwei Schritte” mit “außen” 20 und “innen” 40 
Grauwertpunkten unterteilt. Die Differenzen betragen also 20/40/40/20 statt 60/60 und die 
Farbwerte ​
90​
/110/​
150​
/190/​
210​
 statt 90/150/210. Somit wird der Verlauf interpoliert bzw 
weichgezeichnet. 
 
F5 ist die Einheitsmatrix und verändert nach ihrer Nutzung für die Faltungsoperation nichts am 
Ursprungsbild. 
 
“Frage 5.5: Was erhält man, wenn man die Faltungsmatrix F3 um 90 Grad dreht und zu F3 
selbst addiert? Wie heißt dieser Operator und was bewirkt er bzgl. des Begriffes 
„Ableitung“?” 
 
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Antwort 
 

Aufgabe 6: Rangfolge‐Operatoren
“Ziel: Mit Hilfe von Rangfolge­Operatoren sollen Bildstörungen beseitigt werden.” 

 
 
“Frage 6.1: Wie haben Sie die Störungs­Elimination erreicht?” 
Durch Die Anwendung ­> Erodieren, Erweitern, Erodieren, Erweitern. 

Aufgabe 7: Bildkompression
 
 

 

 
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BMP: 

 
 
 
 

 

 
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