BaET2012_IBV < F07_Studium

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-----
*Verantwortlich:* Prof. Dr. Thieling
---++ Modul
---+++ Anerkennbare Lehrveranstaltung (LV) 
   * [[F07_IBV]]

---+++ Organisation
<sticky>
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    <tr valign="top">
      <td>
        <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
          <th colspan="2">Bezeichnung</th>
          <tr>
            <td>Lang</td>
            <td>%FORMFIELD{"Bezeichnung"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>MID</td>
            <td>BaET2012_IBV</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>MPID</td>
            <td/>
          </tr>
        </table>
      </td>
      <td> </td>
      <td>
        <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
          <th colspan="2">Zuordnung</th>
          <tr>
            <td>Studiengang</td>
            <td>%FORMFIELD{"Studiengang"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Studienrichtung</td>
            <td>%FORMFIELD{"Studienrichtung"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Wissensgebiete</td>
            <td>SPEZ</td>
          </tr>
        </table>
      </td>
      <td> </td>
      <td>
        <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
          <th colspan="2">Einordnung ins Curriculum</th>
          <tr>
            <td>Fachsemester</td>
            <td>%FORMFIELD{"Fachsemester"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Pflicht</td>
            <td>%FORMFIELD{"Pflicht"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Wahl</td>
            <td>%FORMFIELD{"Wahl"}%</td>
          </tr>
        </table>
      </td>
      <td> </td>
      <td>
        <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
          <th colspan="2">Version</th>
          <tr>
            <td>erstellt</td>
            <td>2013-05-23</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>VID</td>
            <td>1</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>gültig ab</td>
            <td>WS 2012/13</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>gültig bis</td>
            <td/>
          </tr>
        </table>
      </td>
    </tr>
  </table>
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---++++ Zeugnistext
---+++++ de
Industrielle Bildverarbeitung
---+++++ en
Image processing


---++++ Unterrichtssprache
Deutsch oder Englisch

---+++ Modulprüfung
<sticky>
  <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
    <th colspan="2">Form der Modulprüfung</th>
    <tr>
      <td>sMP</td>
      <td>Regelfall (bei hoher Prüfungszahl: sK)</td>
    </tr>
  </table>
</sticky>

<sticky>
  <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
    <th colspan="2">Beiträge ECTS-CP aus Wissensgebieten</th>
    <tr>
      <td>%FORMFIELD{"Wissensgebiet1Text"}%</td>
      <td>%FORMFIELD{"Wissensgebiet1Value"}%</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Summe</td>
      <td>%FORMFIELD{"ECTS"}%</td>
    </tr>
  </table>
</sticky>

*Aufwand [h]:* %FORMFIELD{"Aufwand"}%


-----
---++ Prüfungselemente
%STARTSECTION{"Vorlesung / Übung"}%
---+++ Vorlesung / Übung

<sticky>
  <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
    <th colspan="2">Form Kompetenznachweis</th>
  </table>
</sticky>

<sticky>
  <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
    <th colspan="2">Beitrag zum Modulergebnis</th>
  </table>
</sticky>

---++++ Spezifische Lernziele 
---+++++  Kenntnisse
   * Bildaufbau, globale Bildeigenschaften und programmiertechnischen Zugriff auf Bilddaten angeben und erklären (PFK.4, PFK.11)
      * Bildmatrix
      * Grauwert- und Farbbilder
      * globale Bildeigenschaften
         * Mittelwert, Varianz, Entropie
         * Histogramm, kumulatives Histogramm
      * Entwicklungsumgebung
         * Software-Entwicklungsumgebung
            * Compiler
            * Linker
            * Debugger
         * Entwicklungsumgebung für die Bildverarbeitung und Bildanalyse
            * programmtechnischer Zugriff auf Bilddaten und Parameter
            * Überblick über die zur Verfügung stehenden BV-Module
            * Erstellung eigener BV-Module
            * Erstellung von "Algorithmenketten" auf Basis von BV-Modulen mittels grafischer  Programmierung
      * Verfahren der Segmentierung angeben und erklären (PFK.4, PFK.11)
         * Histogrammbasierte Segmentierung 
            * Histogrammanalyse
            * Shading und dessen Beseitung
         * flächenbasierte Segmentierung
            * Filling
            * Split and Merge
            * Region Growing
         * kantenbasierte Segmentierung
            * Konturverfolgung
            * Hough-Transformation
   * Verfahren zur Grauwerttranformation angeben und erkläre (PFK.4, PFK.11)
      * lineare Grauwerttranformation, Histogrammspreizung
      * nicht lineare Grauwerttranformation, Gammakorrektur
      * Histogrammasgleich
      * lokaler Histogrammausgleich
      * Look-Up-Tabellen
      * Flaschfarbendarstellung
   * Verfahren zur Farbbildanalyse und -verarbeitung angeben und erklären (PFK.4, PFK.11)
      * visuelle und technische Farberfassung
      * additive und subtraktive Farbmischen
      * RGB-Farbraum
      * HSI-Farbraum
      * Transformation zwischen RGB und HSI
   * Verfahren der nichtlinearen Filterung (Rang-Ordnungs-Operatoren, Morphologische Operatoren) angeben und erklären (PFK.4, PFK.11)
      * Max, Min, Median
      * morphologische Operatoren
         * Erosion, Dilatation
         * Opening, Closing
         * Auffinden von Strukturen
   * Verfahren zur Analyse und Verarbeitung im Frequenzbereich angeben und erklären (PFK.4, PFK.11)
      * Fourieranalyse und -synthese eindimensionaler digitaler Signale
         * reales Spektrum, imaginäres Spektrum
         * Amplitudenspektrum, Phasenspektrum
         * Filterung im Frequenzbereich
      * Fourieranalyse und -synthese von Bildern
         * reales Spektrum, imaginäres Spektrum
         * Amplitudenspektrum, Phasenspektrum
         * Filterung im Frequenzbereich
            * richtungunabhängige Filter
            * richtungsabhängige Filter
            * inverser Filterung
   * Verfahren zur Linearen Filterung im Ortsbereich angeben und erklären (PFK.4, PFK.11)
      * Flatung, Faltugsmaske und deren Transformierte
      * typische Faltungsmasken (Mittelwert, Gauß, Differnz-Operator, Sobel-Operator, Laplace-Operator)
      * Gradient und dessen Berechnung mittels Differnz und Sobel-Operator
      * Analyse und Bewertung der Operator im Frequenzbereich
   * Verfahren zum Tracking angeben und erklären (PFK.4, PFK.11)
      * Normierter Kreuzkorrelation
      * Verfolgungen
         * ohne Schätzung
         * mit Schätzung (Kalmanfilter)
   * Verfahren zur Subpixelgenauen Kantenvermessung angeben und erklären (PFK.4, PFK.11)
      * eindimesional
      * zweidimensional mittels Gradient
---+++++ Fertigkeiten
   * die vorgestellten Verfahren zur Grauwerttransformation  (PFK.4, PFK.11, PFK.3, PFK.5)
      * hinsichtlich der Einsatzfelder abgrenzen
      * hinsichtlich der Vor- und Nachteile bewerten
      * problemspezifisch parametrieren
   * die vorgestellten Verfahren zur Farbbildanalyse und -verarbeitung (PFK.4, PFK.11, PFK.3, PFK.5)
      * hinsichtlich der Einsatzfelder abgrenzen
      * hinsichtlich der Vor- und Nachteile bewerten
      * problemspezifisch parametrieren
      * die vorgestellten Verfahren zur Grauwerttransformation  (PFK.4, PFK.11, PFK.3, PFK.5)
         * hinsichtlich der Einsatzfelder abgrenzen
         * hinsichtlich der Vor- und Nachteile bewerten
         * problemspezifisch parametrieren
   * die vorgestellten Verfahren der nichtlineraren Filterung  (PFK.4, PFK.11, PFK.3, PFK.5)
      * hinsichtlich der Einsatzfelder abgrenzen
      * hinsichtlich der Vor- und Nachteile bewerten
      * problemspezifisch parametrieren
   * die vorgestellten Verfahren zur Analyse und Verarbeitung im Frequenzbereich  (PFK.4, PFK.11, PFK.3, PFK.5)
      * hinsichtlich der Einsatzfelder abgrenzen
      * hinsichtlich der Vor- und Nachteile bewerten
      * problemspezifisch parametrieren
   * die vorgestellten Verfahren zur Linearen Filterung im Ortsbereich  (PFK.4, PFK.11, PFK.3, PFK.5)
      * hinsichtlich der Einsatzfelder abgrenzen
      * hinsichtlich der Vor- und Nachteile bewerten
      * problemspezifisch parametrieren
   * die vorgestellten Verfahren zum Tracking  (PFK.4, PFK.11, PFK.3, PFK.5)
      * hinsichtlich der Einsatzfelder abgrenzen
      * hinsichtlich der Vor- und Nachteile bewerten
      * problemspezifisch parametrieren
   * die vorgestellten Verfahren zur Subpixelgenauen Kantenvermessung  (PFK.4, PFK.11, PFK.3, PFK.5)
      * hinsichtlich der Einsatzfelder abgrenzen
      * hinsichtlich der Vor- und Nachteile bewerten
      * problemspezifisch parametrieren

---++++ Exemplarische inhaltliche Operationalisierung 
Die Studierenden erlernen den grundlegenden Aufbau und den software-technischen Zugriff auf digitale Bilder sowie die Standard-Algorithmen der digitalen Bildverarbeitung zur Bildverbesserung, Farbbildverarbeitung und Vermessung von Bildinhalten. Sie erlangen die Fähigkeit zur Lösung berührungsloser Inspektions- und Meßaufgaben mittels Bildverarbeiten.<br>


%ENDSECTION{"Vorlesung / Übung"}%

%STARTSECTION{"Praktikum"}%
---+++ Praktikum

<sticky>
  <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
    <th colspan="2">Form Kompetenznachweis</th>
    <tr>
      <td>bPA</td>
      <td>Praktikum, Gruppenarbeit</td>
    </tr>
  </table>
</sticky>

<sticky>
  <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
    <th colspan="2">Beitrag zum Modulergebnis</th>
    <tr>
      <td>bPA</td>
      <td>Testat als Voraussetzung zur Klausur</td>
    </tr>
  </table>
</sticky>

---++++ Spezifische Lernziele 
---+++++ Fertigkeiten
   * siehe Fertigkeiten, die unter "Vorlesung/Übung-&gt;spezifische Lernziele-&gt;Fertigkeiten" aufgeführt sind
   * zielgerichtetes Handhaben der Software-Entwicklungsumgebung (PFK.8, PFK.9, PFK.10, PFK.11)
   * zielgerichtetes Handhaben der Entwicklungsumgebung für die Bildverarbeitung und Bildanalyse (PFK.8, PFK.9, PFK.10)
---+++++ Handlungskompetenz demonstrieren
   * komplexere Aufgaben in einem Kleinteam bewältigen (PSK.4, PSK.6)
   * Erarbeitung von komplexeren Problemlösungen die sich mittels Bildverarbeitung und Bildanalyse implementieren lassen
      * komplexere Problemstellungen verstehen und analysieren (PFK.1, PFK.2, PFK.3, PFK.4, PFK.5, PSK.4)
         * Systemverhalten aus spezifizierenden Texten herleiten
         * System strukturiert analysieren
            * sinnvolle Teilsysteme erkennen
            * Schnittstellen zwischen Teilsystemen erfassen
      * Gesamtsystem auf Basis von Teilsystemes modellieren (PFK.1, PFK.2, PFK.3, PFK.4, PFK.5, PFK.11, PSK.4)
         * Auswahl geeigneter bekannter Verfahren
         * Modifikation bekannter Verfahren
         * Kombination geeigneter Vefahren
      * Teilsysteme modellieren, implementieren, testen
         * Teilsysteme soweit möglich auf zur Vefürgung stehende Komponenten (BV-Module) abbilden, d.h. Modulauswahl und Parametrierung. (PFK.1, PFK.2, PFK.4, PFK.7, PFK.14)
         * Nicht zur Verfügung stehende aber benötigte BV-Module mittels Software-Entwicklungsumgebung  in C implementieren und testen (PFK.8, PFK.9, PFK.10, PFK.14)
            * Compilieren (Finden syntaktischer Fehler und deren Behebung)
            * Debuggen (Finden semantischer Fehler und deren Behebung)
      * Gesamtsystem (Problemlösung) implementieren testen und validieren
         * Erstellung der Problemlösung als "Algorithmenkette" auf Basis von BV-Modulen mittels grafischer  Programmierung (PFK.8, PFK.9, PFK.10)
         * Parametrierung der BV-Module (PFK.10, PFK.14)
         * Validierung der Problemlösung (PFK.10, PFK.14)
         * Auf Basis der Validierungsergebnisse in Iterationszyklen die Algorithmenkette und die Parametrierung der BV-Module anpassen. Bei Bedarf auch die BV-Module selbst modifizieren. (PFK.8, PFK.9, PFK.10, PFK.14)

---++++ Exemplarische inhaltliche Operationalisierung 
Die Studierenden implementieren  die Algorithmen der Bildverarbeitung in der Programmiersprache C und entwickeln und verifizieren unter Verwendung dieser Algorithmen Verfahren für praxisnahe Problemstellungen (z.B. Vermessung von Stanzteilen).<br>


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Topic-Revision: r12 - 19 Jul 2018, GeneratedContent
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