Schärfemessung eines Bildes

[alpinweiß]

Hallo zusammen,
weiß jemand, wie man die Schärfe eines Bildes mit Software messen kann?
Welche Möglichkeiten gibt es hierbei?
Wie siehts mit Kantenextraktion aus?

Vielen Dank!!

 

[Dino_J]

Ich koennte es mir hoechstens ueber die Dateigroesse vorstellen. Je schaerfer, desto mehr Details, desto groesser die Bilddatei.

Allerdings ist das dann mehr ein Vergleichen mehrerer Bilder vom gleichen Motiv und unterschiedlicher Schaerfe.

 

[Nico_F]

Schärfe ist relativ und ein subjektiver Eindruck. Ich denke nicht, dass sie sich messen lässt und wenn, dann ist es nicht sinnvoll. Ein sehr scharfes Bild ("überschärft") sieht nicht immer gut aus. Wozu also eine Messung?

 

[alpinweiß]

ja genau, ich meine wie stark die Kanten geschärft sind.
Im Rahmen einer Diplomarbeit soll die Bildqualität von Displays beurteilt werden. In erster Linie was Farbe und Schärfe betrifft.

Deshalb die Frage, ob / wie man Schärfe messen kann.

Ziel soll sein, den subjektiven Schärfeeindruck in gewisser Weise zu objektivieren.

Bin aber relativ ratlos...

Was sagen die Profis dazu?

 

[fd150]

Einen physikalisch gültigen Meßwert wird es hier wohl nicht geben können, da "Schärfe" erstens subjektiv wahrgenommen wird und zweitens durch mehrer Parameter wie Kantenabstand und Kontrast beeinflußt wird.

 

[tomkpunkt]

Ich glaub sowas kann es nicht geben.. wie willst du z.B. Macros messen.. die sind ja zu 80-90% unscharf Ich schließ mich mal den anderen Meinungen an.. schärfe ist subjektiv

 

[aQuIred7]

Ich glaube auch das es eher nicht möglich ist ausser du machst in Tests ne Skala über das subjektive Empfinden wie Kantenabstand und Kontrast als Scharf wargenommen werden. Wenn du dann den Kantenabstand und Kontrast noch messen kannst dann könntest du das beurteilen ...... aber ganz ehrlich ...

Gruß Max

 

[TITANbrecher]

vll über den kontrast von einem pixel zum nächsten...

ich mein damit, wenn du einen perfekt geraden schwarzen strich auf weißem grund hättest und perfekt fokussiert, ähh und dann je mehr graue pixel zwischen schwarz und weiß zu sehen ist...

vielleicht so ein ansatz?

 

[klausesser2]

Hallo zusammen,
weiß jemand, wie man die Schärfe eines Bildes mit Software messen kann?
Welche Möglichkeiten gibt es hierbei?
Wie siehts mit Kantenextraktion aus?

Vielen Dank!!

Messen? Wieso messen!?
Hingucken. Bei 100%. Wer da nicht sieht, ob´s scharf ist oder nicht - der sollte vielleicht lieber Rosen züchten . .

P.S.: seh ich jezt erst: es geht um Displays . . da gibt´s doch Testgeräte! Frag mal bei einer Fachwerkstatt nach.

Ansonsten: Testchard/-datei und hingucken. Auf die Kontrasteinstellung achten - am besten das Teil erstmal kalibrieren.
Du hast ja nix davon, wenn das Gerät auf Werte eingestellt ist, die keiner benutzt!

Wenn Du eine Diplomarbeit schreibst solltest Du aber schon unterscheiden können, ob Du die Schärfe eines Bildes oder eines Bildschirms testen willst . . .

 

[alpinweiß]

Hm..scheint schwierig zu sein!
Nochmal zur Erklärung: mir ist schon klar, ob es um ein Bild oder um ein Display geht (klausesser2 ).
Methodik hierbei wäre, das Displaybild mittels Aufzeichnungshardware festzuhalten, und diese aufgenommenen Bilder anschließend zu vergleichen.
Da müsste man doch absolut vergleichen können. Natürlich muss ersteinmal eine Basis definiert werden (Farbe, Schärfe).

Ich hab da schon öfters mal was von Kantenextraktion gelesen, womit man evtl. Schärfe messen kann.

Weiß da jemand etwas drüber??

 

[DerDude]

Die Idee ist ja gar nicht so uninteressant. Wenn ich es richtig verstanden habe geht es um den Schärfeeindruck eines Displays und ihn --abstrakt gesagt-- "einzuordnen".

Für letzteres brauchst du eine Metrik. Aber für eine Metrik solltest du dir erst Gedanken machen darüber, WAS genau du messen willst. Denn Schärfe im allgemeinen ist es nicht, wie hier schon gesagt wurde, ist Schärfe subjektiv. Es ist eine Bewertung, die durch einen Eindruck entsteht, der viele Ursachen haben kann. Ein Bild aus einer DSLR kann schon schärfer wirken durch den starken "Detailkontrast" zwischen Bokeh und Motiv, obwohl man das abgebildete Motiv für sich betrachtet gar nicht scharf nennen würde. Das ist aber Bestimmt nicht der Begriff von Schärfe an einem Display.

Frage dich also: WAS lässt ein Display scharf wirken? Frage dich erstmal nicht, WIE du es misst oder es gar ausrechnest, das ist erst der zweite Schritt.

Tja, was macht ein Display scharf? Ich weiß es nicht genau, aber es wird sicher mit den Pixeln zu tun haben, wie sich benachbarte gegeneinander beeinflussen. Z.B kann man zwei benachbarte Pixel vom vorbestimmten Blickpunkt aus unterschieden? Verschwimmen sie miteinander?
Das sind alles Sachen, die sich ohne engen Bezug zum menschliches Auge nicht leicht messen lassen.

Je mehr man darüber nachdenkt, könnte man Seitenweise Ideen dazu schreiben, ich lasse es mal bei dem Denkanstoß mit den zwei Schritten.

Methodik hierbei wäre, das Displaybild mittels Aufzeichnungshardware festzuhalten,

Das kann ja vieles sein... mit 'ner DSLR (Vermutung, weil du hier schreibst)? Oder Video-Kamera?

Aber hier bist du schon beim zweiten Schritt. Du scheinst erst irgendwasmessen zu wollen und dann mal zu gucken, ob man daraus die Informationen gewinnen kann, die du willst. Das kann man machen, ist aber irgendwie durch die Brust ins Auge.

Da müsste man doch absolut vergleichen können. Natürlich muss ersteinmal eine Basis definiert werden (Farbe, Schärfe)

Wenn du zeigen kannst, dass das Foto eines unscharfen Bildschirms anders ist als das eine schärferen und du weißt worin dieser Unterschied besteht. Das muss sich nicht notwendigerweise in der Schärfe des aufgenommenen Bildes äußern. Du unterstellst schon, den Zusammenhang zu kennen zwischen der Schärfe am Display und der deiner Abbildungshardware (einschließlich des gesamten Testaufbaus).

 

[VictimOfMyOwn]

hi ho...

wirklich messen/vergleichen sollte man in diesem fall am besten dateien...also bilddateien. d.h. du hast zwei bilder. einmal ein ursprungsbild. dieses bild lässt du dann auf dem display anzeigen und fotografierst es ab (mit DSLR z.b.). die dabei entstehende bilddatei vergleichst du mit dem ursprungsbild.

problem dabei ist, dass du bei der fotografie (also bei dem bild aus der DSLR) einen bestimmten offset mit einberechnen musst, da sich das bild durch das fotografieren ja immer um einen bestimmten "wert" verändert (bei sonst gleichen einstellungen). einflüsse könnten dabei die linse, die kamerainterne software, etc. sein.

diesen offest musst du irgendwie herausfinden. vllt. könnte man zum kalibrieren ein bestimmtes testbild nehmen...schwarz-weiß schachbrettmuster o.ä. vllt. kann man das bild auch (mit einem guten drucker) ausdrucken und abfotografieren.

naja...das fällt mir spontan dazu ein.

mfg

 

[maui]

Hallo zusammen,
weiß jemand, wie man die Schärfe eines Bildes mit Software messen kann?
Welche Möglichkeiten gibt es hierbei?
Wie siehts mit Kantenextraktion aus?

Vielen Dank!!

ja die schärfe lässt sich per software messen.

ein relativ einfacher weg ist der über den laplace filter. mit der 2. ableitung lässt sich dann ein maß der "kantentiefe" errechnen, dies ist gang und gebe in der bildverarbeitung (nicht zu verwechseln mit photoshopkünsten, auch bekannt als bildbearbeitung). viele autofokussysteme in mikroskopen funktionieren zb auf die weise, dass das bild mittels laplace kantendetektion analysiert und dann die beste schärfe eingestellt wird. weitere möglichkeiten wären zb. über sobel oder prewitt algorithmen zu gehen. wenn ich mich recht erinner zeigt der sobel operator auch eine direkte kantentiefe an.

 

[alpinweiß]

nochmal zur Erklärung meines Problems:
die Systemkette sieht folgendermaßen aus: kleine digitale Kamera
->Steuergeräte->Kabel->Display
Dieses Displaybild will ich analysieren (bzgl. Schärfe, Farbton, etc.)

@maui:
Ja genau, das meinte ich! Hab da schon einiges drüber gelesen, komm aber nicht unbedingt weiter. Bin kein Informatiker und kann auch nicht diese Filter und Operatoren ohne weiteres verwenden.
Deshalb habe ich nach einer Software gefragt, die das kann. So nach dem Motto: "ich gebe Dir (SW) die beiden Bilder und du sagst mir mit Werten die Kantentiefe oder ähnliche Werte".
Ist Dir eine solche SW bekannt?

@VictimOfMyOwn:
ich habe es genau so vor, wie Du geschrieben hast: die Kamera zuerst anhand eines Testcharts (z.B. Siemensstern) zu kalibrieren, den Offset irgendwie ermitteln und anhand dieser Basis bzw. Referenz eine Bewertung ermöglichen.

@DerDude:
also aus dem was ich bisher gelesen habe definiere ich Schärfe folgendermaßen: in Pixelebene betrachtet ist die größtmögliche Schärfe das, wenn ich ein schwarzes Pixel neben einem weißen habe. Je mehr graustufige Pixel dazwischen sind, desto unschärfer ist das Bild.

Zur Aufzeichnung des Bildes hätte ich drei Möglichkeiten:
1) eine normale Digitalkamera
2) DSLR
3) Videokamera

Problem: das Bild muss im bmp-Format sein, da beim jpg ja durch die KompressionInformationen verloren gehen.

 

[TITANbrecher]

man kann ziemlich verlustfrei die RAW dateien in TIFF konvertieren...

 

[UnclePat]

also aus dem was ich bisher gelesen habe definiere ich Schärfe folgendermaßen: in Pixelebene betrachtet ist die größtmögliche Schärfe das, wenn ich ein schwarzes Pixel neben einem weißen habe. Je mehr graustufige Pixel dazwischen sind, desto unschärfer ist das Bild.

Problem: das Bild muss im bmp-Format sein, da beim jpg ja durch die KompressionInformationen verloren gehen.

So ganz verstehe ich dein Projekt nocht nicht. Was willst du genau messen? Die hardwareseitige Schärfe des Displays, d.h. wie hart der Kontrast zwischen schwarzem und weißem Pixel ist? Oder die interne Bildverarbeitung der Anzeige?

Falls ersteres, musst du das Display direkt ansteuern, da sonst die Bildanzeige auch bei einem auf Bitmap basierenden Bild dieses verändert und so die Anzeige verändert.

Auf jeden Fall würde ich die Ausmessung via konventioneller Foto-/Videotechnik vermeiden und mittels Mikroskop mit angeschlossenem CCD arbeiten.

 

[maui]

Deshalb habe ich nach einer Software gefragt, die das kann. So nach dem Motto: "ich gebe Dir (SW) die beiden Bilder und du sagst mir mit Werten die Kantentiefe oder ähnliche Werte".
Ist Dir eine solche SW bekannt?

es kommt in dem fall wirklich darauf wozu du das brauchst. in der industrie setzt man es zb ein um auf fließbändern werkstücken einer prüfung zu unterziehen. da hat fast jede firma eine hauseigene software. dort ist die bildverarbeitung dann direkt in den automatisierungsprozess eingebunden und lässt dich nicht für den hausgebrauch anwenden.

pauschal fallen mir nur 2 lösungen ein. ich hab ein programm-modul auf die ich so eine kantendetektion aufgesetzt habe. einlesen einer bmp datei, pixelweise auslesen, durch die verschiedenen matritzen jagen und das ergebnis ausgeben. allerdings ist das modul proprietär und meine programmierungen unfertig. sprich das ganze funktioniert, aber schön isses nicht da es keine interface gibt

die elegantere lösung ist ein photoshop plugin. weiss zwar nicht genau wozu du die detektion brauchst, aber ich wette irgendwer hat schon mal den gleichen gedanken gehabt und so ein plugin programmiert.

 

[Viper10]

Schärfe soll subjektiv sein? Ist demnach mein Optiker ein Scharlatan? Arbeiten die Jungs von Zeiss nach Gefühl? Kann ich mir nicht vorstellen. Eher, dass sie (wie z.B. ein Weißabgleich) subjektiv unterschiedlich wahrgenommen wird. Faktisch sollte sie sich objektiv und neutral bewerten lassen.
Ich kann mich da grob an den Begriff "Zerstreuungskreis" erinnern, dessen Durchmesser die Schärfe bestimmt und der sich an einem Normwert (der von Mensch zu Mensch allerdings leicht unterschiedlich sein kann) orientiert.
Bei der Wikipedia (http://de.wikipedia.org/wiki/Bildschärfe) heißt es:
"Mit Bildschärfe oder Schärfe wird in Optik, Fotografie und Kinematografie ein Kriterium bezeichnet, das sich an Kanten sehen und messen lässt."
Ich würde mich an Deiner Stelle mit dieser Frage an einen Hersteller für Optiken wenden.
Gruß,

Philipp

 

[UnclePat]

Wie wäre es, das Auflösungsvermögen mittels MTF zu bestimmen?

 

[Frithjof.B]

Hallo zusammen,
weiß jemand, wie man die Schärfe eines Bildes mit Software messen kann?

Schärfe ist rein subjektiv und kann nicht gemessen werden. Dazu mußt Du nämlich wissen, die das Bild eigentlich aussehen soll oder nicht?

Auflösung dagegen ist Messbar.