Pixeloperationen

Pixeloperationen beziehen sich auf Techniken zur Veränderung der Pixelwerte eines digitalen Bildes. Sie dienen der Modifikation von Helligkeit, Farbe und Struktur des Bildes und können grob in Punktoperationen und räumliche Operationen unterteilt werden.

Zu Punktoperationen zählen Anpassungen von Helligkeit und Kontrast, Gamma-Korrektur, Inversion und Schwellenwertbildungen, bei denen Pixelwerte in einen bestimmten Bereich oder in eine binäre Ausgabe überführt werden. In der Praxis erfolgt oft eine Begrenzung (Clipping) auf den gültigen Wertebereich, zum Beispiel 0 bis 255 bei 8-Bit-Darstellungen.

Räumliche oder Filteroperationen verwenden Kernel oder Strukturelemente, um neue Pixelwerte durch gewichtete Nachbarschaftssummen zu berechnen. Beispiele sind Glättung (z. B. Gauß- oder Mittelwertfilter), Schärfung (Unsharp Mask) und Kantendetektion (Sobel, Laplacian). Diese Operationen verändern Strukturen wie Kanten, Rauschunterdrückung und Textur je nach Kernelverteilung.

Zusätzliche Bildverarbeitungstechniken betreffen Morphologie, die auf binären oder Graustufenbildern arbeitet. Erosion, Dilation, Öffnung und Schließung nutzen Strukturelemente, um Formmerkmale zu entfernen oder zu erweitern.

In der Praxis werden Pixeloperationen in Bildverarbeitungs-Pipelines kombiniert, häufig pro Kanal (Rot, Grün, Blau) oder nach Transformation in andere Farbräume. Sie bilden grundlegende Bausteine vieler Anwendungen in Fotografie, Computer Vision und medizinischer Bildgebung.