Kantenverfolgung

Kantenverfolgung ist ein Verfahren der Bildverarbeitung und Computer Vision zur Extraktion der Kontur eines Objekts aus digitalen Bildern. Ausgehend von einem Randpixel folgt der Algorithmus benachbarten Randpixeln, um eine zusammenhängende Kontur zu erhalten. Typischerweise erfolgt sie nach einer Kantendetektion oder Segmentierung, die eine grobe Randstruktur liefert; die Kantenverfolgung schließt Lücken und liefert eine Kontur oder eine Kette von Richtungswerten (Kettencode).

Verfahren und Repräsentationen: Ein Startpixel wird gewählt, dann wird schrittweise das nächste Randpixel in der Nachbarschaft bestimmt, wobei eine vordefinierte Nachbarschaftsstruktur verwendet wird, zum Beispiel Moore- oder 8er-Nachbarschaft. Beliebte Ansätze verwenden Moore-Nachbarschaftsverfolgung oder Freeman-Kettencodes, um die Kontur als Folge von Pixeln oder als Sequenz von Richtungen zu repräsentieren. Ziel ist oft eine geschlossene Kontur, die das Objekt eindeutig umschließt; offene Konturen können ebenfalls benötigt werden, etwa bei Teilkonturen.

Anwendungen: Kantenverfolgung kommt in der Charaktererkennung, der formbasierten Objektmessung, der Nachverfolgung von Objekten in Videos sowie in der medizinischen Bildgebung und Qualitätskontrolle zum Einsatz. Sie dient der Merkmalsreformulierung und erleichtert weitere Analysen wie Formbeschreibung, Vergleichbarkeit von Objekten oder Tracking in zeitabhängigen Sequenzen.

Herausforderungen und Variationen: Rauschen, Lücken oder Mehrdeutigkeiten an Berührungspunkten können die Konturerkennung erschweren. Typische Gegenmaßnahmen umfassen Vorverarbeitung durch Glätten oder Rauschunterdrückung, Segmentierungsfeinabstimmung und gegebenenfalls Subpixel-Verfolgung, um eine höhere Konturgenauigkeit zu erreichen. Historisch gehören Kantenverfolgungs- und Boundary-Tracking-Verfahren zu den grundlegenden Werkzeugen in der digitalen Bildverarbeitung.