Masterarbeit Corinna Harmening Raum-zeitliche Segmentierung ...

4 Entwicklung eines Verfahrens zur raum-zeitlichen Segmentierung von natürlichen Objekten
das Segment wird somit insgesamt glatter, was eine deutlich zuverlässigere Blattflächenbestimmung
erlaubt. Zum anderen spielt hier die bereits erwähnte Aufdeckbarkeit von
schwachen Crease-Edges eine Rolle: Insbesondere sich berührende Blätter, die – wie in
Abschnitt 4.1 dargelegt – die Hauptschwierigkeit bei der Pflanzensegmentierung darstellen,
schließen zum Teil Winkel nahe 180 ◦ ein. Um diese zuverlässig aufdecken zu können,
müssen auch die beiden lokalen Ebenen gut voneinander zu trennen sein, was bei einem
zu groß gewählten Schwellwert nicht mehr garantiert werden kann.
4.3.3 Glätten der Punktwolke
Bei der Berechnung der Normalenvektoren hat sich bereits angedeutet, dass die vorliegenden
Daten aufgrund des starken Messrauschens bei den erforderlichen Berechnungen
Probleme bereiten. Aufgrund des adaptiven Segmentierungskriteriums ist zwar davon auszugehen,
dass der in dieser Arbeit verwendete Segmentierungsalgorithmus bis zu einem
gewissen Grad mit diesem Messrauschen umgehen kann, spätestens für eine zuverlässige
Blattflächenbestimmung ist eine Glättung der Punktwolke jedoch unabdingbar. Da eine
geglättete Punktwolke auch für einige der folgenden Rechenschritte von Vorteil sein kann,
wird die Glättung bereits an dieser Stelle durchgeführt, sodass im Folgenden sowohl auf
eine geglättete als auch auf eine ungeglättete Punktwolke zurückgegriffen werden kann.
Die Glättung einer Punktwolke kann auf unterschiedliche Arten durchgeführt werden, von
denen drei Möglichkeiten vorgestellt werden:
• Die Rohdaten des Laserscanners – in diesem Fall die Distanzwerte – werden direkt
geglättet. Die prinzipielle Vorgehensweise für die Durchführung einer Glättung
ist die Anwendung eines Tiefpassfilters auf die Daten [Tomasi u. Manduchi (1998)].
Ein populäres Beispiel für einen solchen Tiefpassfilter stellt der Gauß-Filter dar (siehe
z. B. Gonzalez u. Woods (2002)), der jedoch den großen Nachteil besitzt, dass
die Glättung über Kanten hinweg erfolgt, sodass diese verschmieren. Aus diesem
Grund existieren kantenerhaltende Filter wie z. B. der von Tomasi u. Manduchi
(1998) vorgestellte Bilateralfilter, der in der Glättung nicht nur die geometrische
Nähe der benachbarten Punkte, sondern auch die Ähnlichkeit der Funktionswerte
einbezieht.
Da der Erhalt der Kanten für eine korrekte Trennung zweier sich berührender Blätter
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