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Hallo liebe Teilnehmer,

herzlich willkommen zum neuen Thema Pskovplus Briefmarkenprogramm

Versucht beim Schreiben immer sachlich zu bleiben. Drückt euch klar aus, damit jeder Leser versteht, ob ihr Fachwissen teilt oder eure Meinung zu einem Thema sagt.

Verzichtet auf Kommentare über andere Teilnehmer. Kommentiert gerne die Aussagen anderer. Wir wollen über Philatelie diskutieren und nicht über Philatelisten freuen

Wir wünschen viel Freude am Hobby Philatelie!
01.04.19, 00:11:33

Pskovplus

(Mitglied)

geändert von: Pskovplus - 01.04.19, 00:50:43

Bisher existiert meine Briefmarkensammlung lediglich analog, in Alben und Kartons. Allerdings plane ich demnächst einen Teil meiner Sammlung zu digitalisieren. Leider habe ich dazu keine Software gefunden, die meinen Ansprüchen genügt. Zum Glück ist aber die Philatelie nicht mein einziges Hobby, sondern ich programmiere auch gerne. Also werde mir mein eigenes Programm schreiben, das folgende Aufgaben erfüllen soll:

1.) Automatisches Schneiden und Rotieren von Briefmarken Scans (und evtl. auch Fotos)
2.) Das Programm soll Hilfsmittel bereitstellen, um die Marken sinnvoll in eine Datenbank zu integrieren.
3.) Das Programm soll Latex-Code generieren, um Digitale Briefmarkenalben zu erstellen (und vielleicht auch Vorlagen für analoge Alben)
4.) Die Bilder sollen aufbereitet werden, um eine weitere Analyse der Briefmarken zu unterstützen. Dabei soll auch Latex-Code generiert werden, um automatisierte Kurzberichte und Vorlagen für ausführlichere, manuelle Berichte zu erstellen.

PS: Ich weiß nicht so recht, ob das hier ein geeignetes Forum ist, um über eigene Projekte zu berichten. Falls nicht, bitte ich darum das Thema in ein geeigneteres Unterforum zu verschieben. Mir schien das Software Unterforum passendsten zu sein.
01.04.19, 00:12:33

Pskovplus

(Mitglied)

geändert von: Pskovplus - 01.04.19, 00:58:57

Automatisches Schneiden von Scans mit vielen Briefmarken

Das manuelle Schneiden und Rotieren von Briefmarken ist eine Zeit-intensive Tätigkeit auf die ich obendrein keine Lust habe. Daher möchte ich diese Aufgabe automatisieren.

Dazu werden die Scans mit Briefmarken zunächst partiell geladen, um 37,5 dpi Graustufen Aufnahmen zu erstellen. (siehe Abbildung 1) Diese werden genutzt, um mit einem Canny-Algorithmus Kanten zu berechnen, aus denen die Umrisse der Briefmarken ermittelt werden, welche anschließend von links nach rechts und von oben nach unten geordnet und durchnummeriert werden (siehe zweite Abbildung).

Abbildung 1

Abbildung 2


Diese Daten werden genutzt, um die Briefmarken aus dem Scan herauszuschneiden. Das Resultat sieht für den hier gezeigten Scan im Explorer so aus, wie in Abbildung 3.

Abbildung 3
01.04.19, 00:16:36

Pskovplus

(Mitglied)

geändert von: Pskovplus - 01.04.19, 13:07:01

Automatisches Schneiden und Rotieren einzelner Briefmarken

Nachdem grobe Schnitte der einzelnen Briefmarken erstellt wurden, müssen diese rotiert und feiner geschnitten werden. Dies wird hier exemplarisch anhand der Briefmarke Nummer 34 aus dem letzen Beitrag erläutert, die nun im Arbeitsspeicher (und zur Sicherheit auch auf der Festplatte) wie in Abbildung 4 komprimiert dargestellt vorliegt.

Abbildung 4

Um das Bild zu rotieren wird zunächst wieder eine stark verkleinerte (75 dpi) Graustufenabbildung der Briefmarke generiert (siehe Abbildung 5). Von diesem Bild werden erneut mit Hilfe des Canny Algorithmus Kanten berechnet, die wiederum genutzt werden, um den Briefmarkenumriss zu ermitteln. Auf Grundlage des Umrisses wird ein Falschfarbenbild erstellt, in dem die Fläche in der Briefmarke als weiß und die Fläche außerhalb als schwarz dargestellt wird (siehe Abbildung 6).

Abbildung 5

Abbildung 6

Um die Rotation der Briefmarke zu ermitteln wird das Bild in den Frequenzraum transformiert (siehe Abbildung 7, in der die Magnitude von blau (für niedrige Werte) über gelb bis rot(für große Werte) dargestellt ist). Hier sind scharfe Kanten mit ihrer Orientierung deutlich zu erkennen - unabhängig davon, wo genau sie sich in der räumlichen Dimension befinden.

Abbildung 7

Ziel ist es die "vertikalen Kanten" zu identifizieren (das Bild in Abbildung 7 ist um 90° gedreht). Dazu werden von links nach rechts die Lokalen Maxima entlang der vertikalen Linien, beschränkt durch die magenta-farbenen Geraden, berechnet. Anschließend werden diese lokalen Maxima teilweise durch stärke Maxima in ihrer Nähe unterdrückt.

Die verbleibenden Punkte werden genutzt, um mit einem RANSAC-Algorithmus eine Gerade zu berechnenen, die die Punkte modelliert. Die Steigung dieser Geraden dient als Grundlage, um die Rotation der Briefmarke zu berechnen. Diese wird zusammen mit dem zuvor berechneten Briefmarken-Umriss genutzt, um das Bild aus Abbildung 4 zu rotieren und zu schneiden. Das Resultat ist in Abbildung 8 zu sehen.

Abbildung 8

Die so aufbereiteten Briefmarken werden zusammen mit einem analog aufbereiteten Scan der Rückseite abgespeichert. Im Explorer sieht das dann aus, wie in Abbildung 9.

Abbildung 9
01.04.19, 00:47:42

Klesammler

(Mitglied)

Hallo,

das sieht interessant aus. Dazu 2 Fragen:
speichert das Programm nur im Format .tif, wie im Beispiel gezeigt?
Was passiert, wenn eine Marke auf einem unregelmäßig gerissenen Briefstück klebt?

beste Grüße

Dieter
01.04.19, 02:06:00

guy69

(Mitglied)

Hallo

Schön. Brauche ich auch. Weitere Frage. Beim scannen ist der Hintergrund bei mir nie 100% schwarz. Bearbeite ich nacg geht die schwärze in die Zacken.

Viele Grüße ++ Harald ++
01.04.19, 08:03:57

Pskovplus

(Mitglied)

geändert von: Pskovplus - 01.04.19, 08:57:41

@Klesammler
1.) Speichern könnte ich die Bilder in allen gängigen Formaten. Ich habe das unkomprimiertes TIFF Format gewählt, da es für die Bildverarbeitung sehr praktisch ist. Zum Beispiel können aus TIFF Dateien im Vergleich zu anderen Formaten relativ problemlos Bildsegmente geladen werden. Das spart an einigen Stellen sehr viel Rechenzeit und Arbeitsspeicher.

Zum Beispiel beim Erstellen der Schnittübersicht. Hier benötige ich ein Bild mit geringer Auflösung (150 dpi für die Darstellung und lediglich 37.5 dpi für die Suche der Kanten). Würde ich die Bilder aus einer PNG Datei generieren, müsste ich dazu die Gesamte Scan-Datei zunächst in den Arbeitsspeicher schaufeln, was bei 1200 dpi A4-Scan in etwa 400 MB und bei einem 2400 dpi Scan über 1,5 GB wären. Das würde einige Sekunden dauern und frisst unnötig viele Ressourcen. Bei einer TIFF Datei kann ich stattdessen einfach jeden x-ten Pixel laden und die Daten die ich brauche befinden sich innerhalb eines Sekundenbruchteils im Arbeitsspeicher.

Für die Präsentation der Bilder in Digitalalben und Berichten werde ich voraussichtlich JPEG und/oder JPEG 2000 Kopien erstellen. Darüber habe ich mir aber noch nicht viele Gedanken gemacht, was eine gute Überleitung zur zweiten Frage ist.

2.) Über diesen Anwendungsfall habe ich mir bisher keine Gedanken gemacht. Ich vermute das Programm würde die Auschnitte ähnlich wie in Abbildung 3 gezeigt zuschneiden - allerdings nicht auf die Marken, sondern auf die gesamten Ausschnitte, da ich dem Programm anweise Kanten innerhalb von Umrissen zu ignorieren, weil das für den Vorgesehen Fall, dem schneiden von losen Briefmarken sinnvoll ist.

Beim rotieren und feineren Zuschneiden der Marken vermute ich, dass wilde Dinge geschehen. Das werde ich später mal testen und hier darüber berichten.

@guy69
muss der Hintergrund denn 100% schwarz sein? Ich persönlich finde die Textur von Schwarzen Karton eigentlich sehr passend als Hintergrund für Briefmarken.
01.04.19, 08:54:21

Pskovplus

(Mitglied)

geändert von: Pskovplus - 01.04.19, 13:13:43

Obwohl mein restlicher Vormittag nun wohl etwas hektisch werden wird, habe ich beschlossen, dass "später" im Punkt 2 "jetzt" bedeutet. Ich muss sagen für einen Anwendungsfall, den ich gar nicht eingeplant habe, reagiert das Programm recht robust.

Klarere Schnitte und Brief-Ecken scheinen recht sinnvoll ausgerichtet zu werden. Bei den wilderen Rissen kommt hingegen eher Murks rum.

Abbildung 10 zeigt die Scan übersicht. Darunter sind in Abbildung 11 die unrotierten Schnitte zu sehen. In der letzten Abbildung 12 sind die Rotierten Bilder zu sehen.

Abbildung 10

Abbildung 11

Abbildung 12
01.04.19, 09:32:52

lehrling

(Mitglied)

Hallo Pskovplus,
ich bin gerade dabei, meine Sammlung zu digitalisieren, soll heißen, Bilder und Beschreibungen werden in einer Datenbank gespeichert und werden dann bei Abruf sortiert angezeigt, wobei sich das Design der Ausgabe bei Neuzugängen automatisch anpasst - mit den ersten Ergebnissen bin ich ganz zufrieden.

Für das Erstellen der Bilder scanne ich 20 Marken, schneide ein einzelnes aus, richte es aus und schneide dann nochmal mit definierter Größe - da könnte dein Programm bei einigen 1000 Bildern viel Zeit sparen.
Allerdings mag ich schwarze Hintergründe nicht, funktioniert dein Programm auch mit hellgrauem Hintergrund, ist der Kontrast dann groß genug für die Messung?
Und wie kommt man an dein Programm, soll das eine kommerzielle Sache werden oder wie sind deine Vorstellungen?

Gruß lehrling
Dateianhang:

 Meine erste Website 1.jpg (44.6 KByte | 18 mal heruntergeladen | 802.88 KByte Traffic)

01.04.19, 11:57:00

Pskovplus

(Mitglied)

Moin Lehrling,

ich würde sagen probieren geht über studieren. Wenn du mir ein paar Scans zukommen lässt (gerne auch welche, bei denen der Kontrast zwischen Markenrand und Hintergrund besonders schwach ist), werde ich mal schauen, was ich damit anstellen kann.

Ich möchte die Umrisserkennung ohnehin noch optimieren und möglichst robust machen. Da kämen mir ein paar schwere Fälle gelegen.

"Und wie kommt man an dein Programm, soll das eine kommerzielle Sache werden oder wie sind deine Vorstellungen?"
Derzeit gar nicht, da es ein reines Privatprojekt ist. Sobald es ausgereifter ist, werde ich mir Gedanken darüber machen ob und falls ja wie ich es veröffentliche.
01.04.19, 13:03:44
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