Horia-Methode als Echtzeitvideo

Hallo Karbofreunde,
hatte ja versprochen eine Software zu basteln, mit der man Bildaddition in Echtzeit machen kann.
Hier sodann der erste Versuch an einem (6" f/5).
Das Bild zeigt von links nach rechts das Original von der WebCam und als zweites die Summation aus Spiegelbild und original.
Was meint ihr ? Sieht doch schon prima aus oder?
Ich muss natürlich noch die Bildparameter anpassbar machen, also Helligkeit, Kontrast etc.
Jetzt kann man eine Zone direkt anfahren und messen Also wieder wie gehabt und nicht rückwärts [:D]
Überigens, für die Glasstaubsüchtigen, die bereits nach der Bildsummation per Einzelbild gearbeitet haben. Wenn die Klinge auch nur um Bruchteile eingeschwenkt wird, ändert sich sofort heftig der angezeigete Zonenring!
Ich vermute allerdings, das dies auch durch die 'Rohverarbeitung' in meinem Programm hervorgerufen wird, da ich nicht auf die Maximal und Minimalwerte skaliert habe. Das kommt im nächsten Schritt.

Für etwaige Anregungen und Kritik wäre ich sehr dankbar.

Hallo Robert,
gespiegelt wird um die vertikale Achse. Invertiert wird nix, nur gespiegelt. (Ich weiss nicht genau was du mit invertieren meinst).
Ja, wenn die Helligkeit geändert wird, saust der Zonenring heftig hin und her. Soll heissen, der Durchmesser ändert sich heftig. Das gleiche gilt für die Ausrichtung auf die Mitte, der ich im Moment noch keine Beachtung geschenkt habe. Kommt noch.
Ich denke im Moment noch darüber nach, wie die Ausrichtung am besten automatisch erkannt werden kann bzw. welche Anhaltspunkte in dem Bild helfen würden.
Ohne Skalierung der RGB-Werte bzw. Umrechnung in Grauwerte wird das aber nix. Hier muss ich erstmal für klare Verhältnisse sorgen.
Da ich beliebig viele Filter hintereinanderschalten kann, ist eine Beobachtung recht leicht. Der nächste Filter wird ein Histogramm und eine horizontale Helligkeitsverteilung in der Spiegelmitte, damit man ersteinmal sieht was dort 'los ist'.

aloa

Hallo Robert,
war vielleicht etwas unglücklich ausgedrückt. Summation heist hier auch Subtraktion. Also die Funktion sieht so aus:
P(n) = PO(n) - PM(n) // für PO = pixel original, PM = Pixel an gespiegelter Position. P = Result Pixel, n = Position.
Ich subtrahiere also sofort, da ja das ganze in Echtzeit passiert. Ich muss also nicht erst spiegeln sondern lese die Pixel direkt vom Original einmal 'vorwärts' und direkt 'rückwärts' um das neue Bild zu erzeugen.

Aloa,
so, hier die verbesserte Version der Video-Verarbeitung in Echtzeit mit Grauwerten. Das Bild zeigt die Differenz des gespiegelten und des nicht gespiegelten Bildes mit einem Schwellwert von 6 Graustufen.
Anders gesagt, alles was groesser ist als Grauwet 6 wird zu 255 (weiss).
Man kann doch schon was erkennen oder ? [:D]

Nachtrag: Ich habe herausgefunden, das die Umgebungshelligkeit bei dieser Art der Auswertung sehr grossen Einfluss auf das Ergebnis hat. Ich habe dem bislang keine Beachtung geschenkt und die visuelle Messung war gleichermassen gut, mit Tageslicht und auch ohne. Hier bei dieser Messung schlägt Streulicht gnadenlos zu. Es sind die Ameisen am Spiegelrand. Im abgedunkelten Raum kann man die Fase ebenso gut erkennen wie die Zone.
Eine weitere erschreckende Erkenntniss ist die Tatsache, das ich bislang dachte, die Kante sei in der Nähe der Fase 'zu Ende'[8D]. Tja, mit dieser Messmethode kommt was ganz anderes zum Vorschein!!!
Je weiter man zum Rand kommt, desto länger wird die Schnittweite, kurz gesagt: Da hängt erheblich mehr als vorher visuell erkannt.[:(]

Hallo Robert,
gute Idee. Ich denke mal, das ist ähnlich zu berechnen wie ein Autofokus via Histogramm oder? Klar ein HIstogramm ist einfach, aber wie dann weiter?[:p] Ich würde mal aus dem Bauch heraus sagen, die Summe der Abstände der Histogramm-Maxima sollte möglichst gross sein oder so? Hmmm, wer kann da helfen ?
Aber selbst wenn man dann das Maximum an Kontrast gefunden hat, wer sagt, das dann die angezeigte Zone richtig ist? Wie schon oben erwähnt, ändert sich die Position des Zonenrings mit dem Verändern der lateralen Klingenposition heftig.
Nochmal aus dem Bauch....die seitliche Verschiebung der Klinge darf keinesfalls eine andere Zone ergeben, sonst ist das ganze Verfahren ein Mumpitz.

Hallo Kurt,
urghs, jetzt schaut der Guru zu
Bilder ? klar, rüber damit. pweber(ättchen)qnx.de .Wäre allerdings toll, wenn die Bilder genau 320x280 Pixel haben(JPG, PNG, BMP). Andernfalls muss ich halt noch warten bis die Software mindestens Beta-Status hat, sonst mache ich den zweiten Schritt vor dem ersten

Ich fummle gerade noch an vier wichtigen Dingen.
1) Der automatische Kontrast (nach Robert:-) )
2) Bandspreizung durch min/max Graustufen
3) Automatische Spiegel-Erkennung um irrelevante Bildbereiche aus der Verarbeitung zu nehmen und gleichzeitig die Geometrien zu erkennen. (fast fertig)
4) Lottozahlen für Samstag ausrechnen lassen.

Kurt, hast Du die Spiegel auf den Bildern schon mal mit Lasern beschossen ?

BTW: Das macht wirklich Laune, durch die Zonen zu dängeln und dabei eine rasiermesserscharfe Zone zu sehen :-))))

Hallo Kurt, hallo Robert,

(==>)Robert:
joah, 15 Bilder/s, 320x280xARGB32 durch beide Filter und der kommt nichtmal ins Schwitzen (3 bis 4 % CPU last). Ich schiebe jetzt noch einen 'Harmonizer' nach als dritten Filter. Dampf habe ich also genug Bei den Lottozahlen knobelt er allerdings doch ganz schön An meiner email adresse siehst Du wahrscheinlich wo ich arbeite soviel zum Dampf

(==>)Kurt:
Beim Bilddurchmesser kann man doch bestimmt Abstriche machen wenn man eine so komfortable Messmethode hat. Ich meine, wie sieht dazu im Vergleich die visuelle Beobachtung aus ?
Klar, 4096 mal-schlag-mich-tot wäre natürlich super, allerdings glaube ich nicht, das man das Ergebnis damit wesentlich verbessert. Wenn ich heute noch dazu komme, poste ich mal eine HC der letzten Version. Die Zone ist so scharf und geschlossen, das man gar nicht anders kann als sie richtig abzulesen. Da die Software die Pixelposition der Zone selbst rauswuselt, muss man nur noch zugucken und zur nächsten Zone dängeln. (Ist, wie hungrig vor der Mikrowelle stehen)
Vielleicht ist das nicht klar heraus gekommen, das sind live Bilder und ich stelle nicht die Schnittweite ein sondern positioniere auf eine Zone wie beim klassischen F-Test.

...sodele....jetzt hacke ich weiter.
aloa

So, das fluppt auch.
Links: Originalbild in Farbe.
Mitte: Umwandlung in Graustufen, Mittelwertberechnung und Bandspreizung auf maximale Dynamik
Wie man sieht, erkennt der 'Equalizer' schon die Spiegelgeometrien (bis auf die horizontale Spiegelmitte[}:)] ) und erzeugt linke und rechte Spiegelkante und das vertikale Zentrum. Der Trick, den ich hier anwende ist einfach. Ich ziehe die Klinge soweit zurück, bis ich die linke Kante sehen kann, also der Spiegel ausgeleuchtet ist, dann drücke ich auf einen Knopf und erzeuge eine Map mit den Kantendaten. Ist diese dann dem Filter bekannt, zeigt er sie mit den blauen Linien an. Dinge wie Spiegeldurchmesser etc. werden natürlich analog auch gleich ausgerechnet.
Das grauwert-korrigierte Bild wird sodann dem nächsten Filter zur Verfügung gestellt.
Rechts: Hier wird jetzt die eigentliche Bildsummation gemacht und aus den Bilddaten die Zonen extrahiert. Wie man sieht erkennt er die Dinger zwar schon, aber hier bedarf es noch weiterer Tuningarbeit um das ganze wasserdicht zu machen.
Ich denke hier an eine Fuzzylogik, welche die Zonen 'weich verfolgt' und dann, wenn ich wieder einen magischen Knopf drücke, liest er die Daten von der digitalen Meßuhr ein und ordnet diesen Wert der Zone zu.

Last but not least, wird dann am Ende eine .fig Datei geschrieben die mit FigureXP eingelesen werden kann.
Wenn ich es hin bekomme und die nötige Mathematik dazu verstehe, werde ich die eigentliche Auswertung auch noch dazu packen. Dann hat man alles live. (Stellt sich allerdings die Frage, ob man dann nicht wieder das Schummeln anfängt) [:o)]

Hallo Max,
also für die Erfassung der Geometrie habe ich folgendes gemacht. Ich ziehe die Schneide zuerst aus dem Stahlengang und vermesse per Software nur den Durchmesser. Wenn dann die Schneide wieder hineingefahren wird, verschiebt die Software die rechte (bzw. immer sichbare) Kante mit dem Bild. So habe ich zumindest einen Referenzpunkt, von dem ich dann die Mitte und den 'Spiegelbegin' ableiten kann. Da ich auch eine Spiegel-Map erzeuge (alle Randpunkte des Spiegels) kann diese beliebig mit verschoben werden. Damit beschränkt sich die gesamte Berechnung nur auf den Bildteil der den Spiegel zeigt.
Um zu beurteilen, wann die Klinge genau in der Mitte des Stahlengangs liegt hilft nur die von lupos(Robert) angesprochene Ermittlung des Kontrastes. Ich kann dank der Spiegel-Map aber die Kontrastberechnung auf den Ausschnitt des Spiegel beschränken, was bei Foucault mit Klinge dann auch gut funktioniert. Ob dies allerdings dann auch aus optischen Gesichtspunkten automatisch richtig ist, kann ich nicht sagen. Seit ich die Software angeworfen habe und nun live beobachten kann, wie sich die Zonendurchmesser ändern, wenn man die laterale Klingenposition ändert, bin ich nachdenklich geworden ob ich mit Foucault noch so weiter machen soll und ob nicht andere Verfahren besser geeignet sind. Auch sind trotz Vorverarbeitung des Bildes die Einflüsse der Umgebungshelligkeit nicht zu eliminieren (jedenfalls gelingt _mir_ das nicht).
Wärend man visuell nichts sieht, zeigt die Bildsummations-Methode heftige Reaktionen.

Sorry Max, hatte deinen Beitrag nicht bis zum Ende gelesen [:I].
Ja, phototechnisch lässt sich natürlich alles auswerten. Ich finde Deinen Ansatz, mit einem Draht zu messen, schon deshalb viel besser, weil man gleich mit einem symetrischen Verfahren beginnt.
Kannst Du einmal beschreiben, was passiert, wenn:
1) die Kamera nicht genau hinter dem Draht steht?
2) die Kamera nicht genau lotrecht zum Draht ist?
3) den Einfluss des vertikalen Versatzes von Kamera und Lichtquelle (beeinflusst dies die Geometrie. Genauer die Symmetrie)?
4) Dreht sich der vertikale Schatten nicht, wenn man die Schnittweite verändert wegen Punkt 3)?

Vielleicht jage ich auch einen Dämonen, der ganz anders heisst. Wenn die Helligkeit so starken Einfluss auf die Vermessung hat, könnte es dann nicht sein, das die Umrechnung eine Farbraumes (RGB) in Grauwerte hier die Probleme bringt( ich verwende 30%R, 59%G, 11%B) . Wie könnte man das vermeiden, also, wie könnte man die reine Helligkeit extrahieren ohne Einfluss der Farbe? Geht das überhaupt ? Ich würde für das Echtzeitverfahren eine Methode benötigen, die durch eine irgendwie geartete Referenzmessung kalibriert wird, sonst hat man nur gerade einmal ein Modell für eine gegebene Kamera mit ihren spezifischen Eigenschaften. Das wäre Unsinn. Bestimmt könnten hier die Photo-Experten wertvolle tips liefern.

So, ich kann Entwarnung geben [:D]
kaum macht man es richtig, schon geht's.
Hier zwei verschiedene Einstellungen bzgl. lateraler Position. Im ersten Bild habe ich die Klinge heftig rein gefahren. Automatisch ermittelter Zonenradius = 46,631mm.

Hier habe ich die Klinge extrem weit heraus gefahren. Gemessener Zonenradius = 46,631mm [:p][:p][:p]

...und so wird vorher die Geometrie aufgenommen.
Wenn sich infolge der lateralen Bewegung der Spiegel im Bild bewegt, wird dies via Verfolgung der rechten, immer sichtabren Kante automatisch korrigiert.

....so, jetzt kann es weiter gehen mit der polliererei.

Hallo Max,
danke für die Erklärungen, ich werde mich definitiv damit auseinander setzen. Und wenn es nur eine weitere Testmethode ist um die Ergebnisse abzusichern.
Zum Problem der starken Zonenänderung:
Zwei Dinge waren hierfür verantwortlich, eigentlich eine Kette von Problemen die ich mir aber selbst gemacht habe. Da ich die Auswertung mit mehreren Threads auf mehreren Prozessoren gleichzeitig mache, habe ich aus Versehen eine Hälfte des Bildes zweimal gerechnet und die andere gar nicht
Dies führte dazu das die Bandspreizung der Grauwerte nicht funktionierte was wiederum die Bildinhalte für die nächste Stufe (letzter Filter) verherend war.
Die ermittlung des Kontrastes funktioniert überigens nicht besonders gut. Man kann zwar die Werte gut ausmachen und es gibt auch ein Maximum, aber dies liegt nicht an dem Punkt, an dem die Schneide schön mittig ist. Sei es drum, ich denke man kann das visuell einstellen und dann passt es.
Überigens kann man im zeiten Bild rechts (Horia Filter) sehen, das der Kreis unten nicht symmetrisch ist. Da diese Phenomen auch nach Drehen des Spiegels an gleicher Stelle ist und dieser nur ein kleiner 6", kann ich Lagerasti und Fehler im Spiegel ausschliessen. Meine Vermutung ist, das man hier den radialen vertikalen Versatz des Spiegelbild zur Lichtquelle sieht. Visuell ist das nicht zu sehen, aber Horias Test macht das sehr deutlich.
Ich muss jetzt mal weiter damit testen und schauen, an welchen Stellen ich das ganze noch tunen muss.
Danke einstweil an alle. Wenn es fertig/brauchbar ist, stelle ich es ins Netz mit Source natürlich.

Hallo Robert, hallo Max,
das ist ja schon fast Internet Distributed Programming was wir hier machen [:D].
Zum Histogramm Robert: Ich verstehe Deine Vorgehensweise und ich weiss auch was Du damit erreichen willst, nur verstehe ich nicht in welchem Zusammenhang die Grauwert-Häufigkeit mit der Geometrie des Foucaultbildes steht. Ein gut zentriertes Foucaultbild ist doch dann gegeben, wenn der äussere Ring in der Mitte vertikal mit dem inneren Ring vertikal fluchtet (wie in Deinem Bild). Ich kann nicht erkennen, wie dieser Zusammenhang aus dem Histogramm ermittelt werden soll.[8)]
Die einzige Möglichkeit, die ich sehe, ist die Aufteilung in Zonen um dann am Zonenradius jeweils linke und rechte Spiegelhälfte vergleichen. Also was links schwarz ist, muss rechts hell sein.

BTW: 2x46,631mm ja ja ja, bitte glaube mir, ja ja ja ich schwör daf(i)r. [8D]

(==>)Max: Jo, das mit dem Foucault...senkrecht zur Schneide ist schon klar. Ich wollte halt nur wissen, warum ich Unregelmässigkeiten sehen kann und wo sie herkommen. Denn wenn die Methode von Horia so empfindlich ist, kann man evtl. weitere nützliche Informationen daraus ableiten. Das Foucault damit funktioniert ist klar, ich bekomme ja auch ganz hervorragende Ergebnisse. Vor allem sind sie reproduzierbar und das ist meines Erachtens die wichtigste Tatsache.
Da das ganze ja live ist, hätte man evtl. darauf schliessen können, das die Ausrichtung in der Höhe nicht OK ist oder der Abstand LED/Reflexbild zu gross. Das werde ich in den nächsten Sessions mal näher untersuchen.

Wenn der Messwert-Export nach FigureXP fertig ist und ich dann richtig fix messen kann, werde ich mal versuchen den Spiegel mit anderen Methoden zu untersuchen um alles abzusichern.