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Klassifikation von Mustern

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2.5. NORMIERUNGSMASSNAHMEN (VA.1.2.2, 11.06.2004) 119<br />

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Bild 2.5.1: Merkmale können vor der Normierung komplizierte Bereiche im Merkmalsraum<br />

einnehmen a); nach der Normierung sind die Bereiche „kompakter“ geworden, wie z. B. in b)<br />

2.5.2 Interpolation<br />

Ideale Interpolation<br />

Normierungsmaßnahmen erfordern in der Regel eine Transformation T des Musters f(x, y),<br />

das nur in Form diskreter Abtastwerte fjk vorliegt. Das Ergebnis sind die Abtastwerte hrs eines<br />

transformierten Musters h(u, v). Die Abtastung soll in beiden Fällen an äquidistanten ganzzahligen<br />

Stützstellen erfolgen. Die Transformation sei definiert durch<br />

(x, y) T = T (u, v) T , (2.5.5)<br />

h(u, v) = f(x, y) .<br />

Dabei bewirkt T z. B. eine Skalierung, Translation und/oder Rotation des Musters. Setzt man<br />

für (u, v) diskrete ganzzahlige Abtastwerte r, s ein, so erhält man i. Allg. nicht ganzzahlige<br />

Werte (x, y), an denen der Funktionswert <strong>von</strong> f gebraucht wird; dieses ist auch in Bild 2.5.5b<br />

gezeigt. Daraus folgt, dass man zwischen den gegebenen Abtastwerten fjk eine Interpolation<br />

durchführen muss; damit erhält man<br />

hrs = f(x, y) = f(T {r, s}) ,<br />

r = 0, 1, . . . , Mu − 1 , s = 0, 1, . . . , Mv − 1 .<br />

(2.5.6)<br />

Dieser Prozess wird als Wiederabtastung (“resampling”) bezeichnte.<br />

Ein üblicher Ansatz für die Interpolation besteht in der gewichteten Summe der Abtastwerte<br />

gemäß<br />

f(x, y) = <br />

fjk gint(x − j, y − k) , (2.5.7)<br />

j<br />

k<br />

wobei es zunächst offen ist, ob die Summen über j und k endlich sind oder nicht. Dieser Ansatz<br />

ist linear in den Abtastwerten. Die Gewichtung der Abtastwerte erfolgt durch die Interpolationsfunktion<br />

gint. Wir beschränken uns hier auf solche linearen Interpolationsformeln sowie<br />

zusätzlich auf separierbare Interpolationsfunktionen der Form<br />

gint(x − j, y − k) = gint(x − j) · gint(y − k) . (2.5.8)<br />

Die Verallgemeinerung auf mehr als zwei unabhängige Variable ist offensichtlich. Es reicht also<br />

die Betrachtung des eindimensionalen Falles.

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