Masterarbeit Corinna Harmening Raum-zeitliche Segmentierung ...

4.1 Schwierigkeiten bei der Segmentierung von natürlichen Objekten
zurückzuführen sind [Alenya u. a. (2011)]. Schwierigkeiten ergeben sich einerseits durch
nicht-rigide Bewegungen, die Deformationen der Blätter zur Folge haben, andererseits
interagiert die Pflanze mit ihrer Umgebung, sodass auch die äußeren Bedingungen die
Bewegung sehr stark beeinflussen. Um das Bewegungsverhalten einer Pflanze zu modellieren,
ist somit eine genaue Kenntnis der Umgebung (z. B. über die Lichtverhältnisse)
sowie Expertenwissen über das Bewegungsverhalten der entsprechenden Pflanze notwendig
[Campbell u. Flynn (2001)].
Trotz dieser geschilderten Schwierigkeiten gibt es bereits einige Veröffentlichungen, die
sich mit der Segmentierung von Pflanzen beschäftigen.
Für das Problem der Verdeckungen in Fotos schlagen Finnegan u. a. (2006) ein bildbasiertes
interaktives Verfahren vor: Im ersten Schritt erfolgt eine automatische Segmentierung
mit Hilfe eines graphbasierten Top-Down-Verfahrens (siehe Abschnitt 3.4.1.2). Aufgrund
ähnlicher Grauwerte und undeutlicher Grenzen zwischen überlappenden Blättern liefert
diese erste Segmentierung kein zufriedenstellendes Ergebnis, weshalb es in einem zweiten
interaktiven Schritt verbessert wird.
Alenya u. a. (2011) dagegen führen die Segmentierung vollautomatisch durch: Die Datenerfassung
erfolgt mit einer Time-of-Flight-Kamera sowie einer Digitalkamera. Ausgangspunkt
für die Segmentierung ist zunächst nur eine Aufnahme. Für den Fall, dass aufgrund
von sich berührenden Blättern eine fehlerhafte Segmentierung entsteht, wird die Position
der Kamera automatisch verändert und die Segmentierung verbessert, indem Aufnahmen
aus anderen Blickrichtungen hinzugezogen werden.
Da eine Beschreibung einzelner Blätter durch einfache regelgeometrische Primitive keine
ausreichend gute Näherung liefert, wird die Extraktion von Primitiven (vgl. Abschnitt
3.3.2) bei Pflanzen generell nicht als erfolgversprechende Segmentierungsstrategie angesehen.
Daher existieren für die Segmentierung von Pflanzen regelbasierte Verfahren, die
z. B. L-Systeme (für detaillierte Informationen siehe z. B. Prusinkiewicz u. Lindenmayer
(1996)) verwenden, um komplexe Modelle zu erstellen [Finnegan u. a. (2006)]. Diese vorab
generierten Modelle werden mit der Punktwolke abgeglichen, sodass Strukturen, die
diesen Modellen ähneln, identifiziert werden können [Mian u. a. (2006)]. Das Aufstellen
geeigneter Modelle erfordert Expertenwissen über den Aufbau einer Pflanze, sodass dieses
Verfahren nur bedingt anwendbar ist [Finnegan u. a. (2006)].
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