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3.2. RESTAURIERUNG EINZELNER INTENSITÄTSBILDER 61
Ansätze ergeben sich weitere interessante Anwendungen, wie beispielsweise die Kom-
pensation singulärer Faserdefekte (vgl. Abschn. 3.2.3).
3.2.1 Filterung durch spektrale Maskierung
Das Ziel der digitalen Vorverarbeitung von endoskopischem Bildmaterial ist einerseits
die Verbesserung des subjektiven Empfindens beim Betrachten der Aufnahmen. Ande-
rerseits sollen die Bild-Informationen für beabsichtigte Rekonstruktionsaufgaben mit
Computern optimiert werden (vgl. Projektbeschreibung in [WSW04]). Abschnitt 2.3.1
hat den Herstellungsprozess von Bildbündeln und die daraus resultierende Ausrichtung
der Fasern im Querschnitt erklärt. Die bei der faseroptischen Übertragung durch Unter-
und Überabtastung hervorgerufene Rasterstruktur kann zwar bei kleiner Apertur vom
menschlichen Auge kompensiert werden, führt jedoch bei der Weiterverarbeitung der
Bilddaten mittels Computern zwecks Rekonstruktion zu erheblichen Fehlern, da Algo-
rithmen zur Objekterkennung und -verfolgung meist kontrastreiche Strukturen bestim-
men und registrieren. Die abschnittsweise hexagonale Anordnung dieser Wabenstruk-
tur motiviert eine Analyse und Bearbeitung derartig gewonnener Aufnahmen über das
Fourier-Spektrum. Hier können gezielt periodische Anteile des Signals dargestellt und
bearbeitet, z. B. separiert werden. In diesem Kapitel werden daher Filterverfahren im
Frequenzbereich vorgestellt und verglichen.
Abbildung 3.9 zeigt für einige charakteristische Aufnahmen ihr Frequenzspektrum,
das je nach Herstellungsprozess des Bildbündels eine klare Struktur mit sechs sternför-
mig verteilten Schwerpunkten (im Fall von Glasfasern: A, B, D, G, H, I, J) oder eine
kreisförmige Verteilung (im Fall von Quarzfasern: C, E, F) zeigt.
Bei der Dimensionierung der Filter treten zwei Anforderungen in Konkurrenz. Zum
einen wird eine vollständige Reduktion der Wabenartefakte erwartet, was für eine star-
ke Filterung, mit niedriger Grenzfrequenz spricht. Zum anderen bewirkt eine zu groß-
zügig ausgelegte Glättung die unnötige Abschwächung wichtiger Details im Bild. Eine
manuelle Parametrisierung stößt meist an ihre Grenzen, da entweder geschultes Per-
sonal benötigt wird oder langwierige Konfigurationen durchprobiert werden müssen.
Unter Berücksichtigung des Abtasttheorems von Nyquist und Shannon lässt sich ein
adaptives Verfahren definieren, um geeignete Filter zur optimalen Eliminierung der
Raster-Struktur automatisch zu erstellen [WRE + 06, WRWS05, WRM + 05]. Dadurch
wird es möglich, innerhalb gewisser Grenzen, unabhängig von bautechnischen Para-
metern eines flexiblen fiberskopischen Bildleitersystems, wie