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Charakterisierung des Rauschverhaltens digitaler Kameras nach EMVA 1288

Das Projekt

Photonenrauschen
Messung des Signal-Rausch-Verhältnisses

Eine Vielzahl von Verfahren aus dem Bereich der optischen Messtechnik basiert auf dem Einsatz elektronischer Flächenkameras. Die zu bestimmende Messgröße – auf dem Gebiet der geometrischen Messtechnik etwa die Lage, Form oder Formänderung eines Werkstücks – wird durch Extraktion und Verarbeitung der in den aufgezeichneten Bildern enthaltenen Information ermittelt. Neben der eigentlich interessierenden Nutzinformation enthalten die Bilder stets auch überlagerte Störinformation. Eine relevante und in der Praxis unvermeidbare Störung des Bildinhaltes stellen die stochastischen Rauschanteile dar.

Am IPROM werden verschiedene Ansätze verfolgt, die in digitalen Bildern enthaltenen Rauschanteile zu quantifizieren und bei der algorithmischen Weiterverarbeitung der Bildinformation zu berücksichtigen. So kann die Kenntnis des Rauschverhaltens etwa dazu genutzt werden, das Berechnungsergebnis durch zusätzliche Information zu verbessern oder aber für jeden ermittelten Messwert die zugehörige statistische Unsicherheit zu prognostizieren.

Einen Zugang zur Beschreibung und experimentellen Bestimmung des Rauschverhaltens elektronischer Kameras eröffnet der Standard EMVA 1288 der European Machine Vision Association. Für die am IPROM durchgeführten Untersuchungen erweisen sich insbesondere das normalverteilte Dunkelrauschen sowie das poissonverteilte Photonenrauschen als relevant. Zunehmend rücken jedoch auch weiterführende Beschreibungen des Rauschverhaltens in den Fokus.

Um die experimentelle Charakterisierung des Rauschverhaltens unterschiedlicher am IPROM eingesetzter Kameramodelle zu vereinfachen, wurde am IPROM bereits in einer vorangegangenen studentischen Arbeit einen Messplatz aufgebaut, welcher die weitgehend automatisierte Bestimmung ausgewählter Kameraparameter gemäß EMVA 1288 ermöglicht. Diese Arbeiten sollen nun dahingehend weitergeführt werden, einerseits den Messprozess zu vereinfachen und andererseits den Informationsgehalt der Messung zu erweitern.

Ihr Profil

Die Ausschreibung richtet sich an Studierende aller technischer Fachrichtungen, die über ein angemessenes Grundverständnis der elektronischen Datenverarbeitung verfügen und Interesse an der Durchführung experimenteller Arbeiten haben. Idealerweise können Sie auf Vorerfahrungen in einer Programmier- bzw. Skriptsprache zurückgreifen. Insbesondere sollten Sie jedoch Interesse und Freude daran haben, sich eine neues Themengebiet selbständigen zu erschließen und neue innovative Ansätze zu erproben.

Ihr Kontakt

Dr.-Ing. Marcus Petz
Tel.: (0531) 391-7024
Email: m.petz(at)tu-braunschweig.de

…oder jeder andere wissenschaftliche Mitarbeiter des IPROM

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