So erkennen Sie Sonnenschein auf einem Foto

11

Wie würden Sie für ein bestimmtes Foto algorithmisch erkennen, ob die Sonne schien, als das Bild aufgenommen wurde?

Beispiele

Ein Beispiel von dieser Webcam auf einem Berggipfel:

Sonnenschein Beispiel

Klar scheint die Sonne.

In diesem anderen Beispiel ist es weit weniger offensichtlich:

trübes Beispiel

Man könnte wahrscheinlich ziemlich leicht erkennen, ob es neblig ist, wenn man versucht, den winzigen Kirchturm auf der Kapelle in der Mitte zu identifizieren. Da ich jedoch nur sehr wenig über Bildverarbeitung weiß, wäre ich überrascht, wenn es einen (Kombinations-) Algorithmus gäbe, der zuverlässig erkennen könnte, ob es Sonnenschein gibt oder nicht.

algorithms image-processing Marcel Stör
quelle
1
Ich denke, es passt sehr gut zu CS.SE. Es würde nicht passen, wenn Sie nach einem Imagemagick-Skript fragen würden, das Ihre Fotos je nach Sonnenschein sortiert.
Frafl
1
Meinen Sie damit, festzustellen, ob die Sonne zu diesem Zeitpunkt schien oder nicht, oder festzustellen, wo (Orientierung) die Sonne schien?
Paresh
@Paresh, ob die Sonne zum Zeitpunkt der Aufnahme schien (denken Sie an eine Webcam).
Marcel Stör
1
Es gibt diese schöne Anekdote über Torheiten neuronaler Netze : Das Pentagon versuchte, feindliche Panzer auf Fotos mit einem neuronalen Netz zu entdecken. Aber am Ende hatten sie einen Multi-Millionen-Dollar-Großrechner, der Fotos, die an einem wolkigen Tag aufgenommen wurden, von solchen unterscheiden konnte, die an einem sonnigen Tag aufgenommen wurden. :-)
uli
Können wir eine kalibrierte Kamera annehmen, dh können wir Farben vertrauen?
Raphael

Antworten:

9

Wenn Sie auf die Metadaten zugreifen können, können Sie eine Reihe von Heuristiken anwenden:

  1. Überprüfen Sie die Weißabgleicheinstellung , die die Kamera für das Foto ausgewählt hat. Grundsätzlich gibt es die Farbtemperatur des Lichts zum Zeitpunkt der Aufnahme an. Normalerweise liegt das Sonnenlicht bei 5500 Kelvin. Innenbeleuchtung oder bewölkte Tage haben normalerweise unterschiedliche Temperaturen.

  2. Überprüfen Sie die Belichtungseinstellungen . Wenn die Sonne scheint, steht normalerweise mehr Licht zur Verfügung, was die folgenden Einstellungen beeinflusst:

    1. Eine kürzere Verschlusszeit
    2. Eine niedrigere ISO-Einstellung
    3. Ein höherer f-Wert

    In den alten Tagen der Fotografie wurde die Sunny 16- Regel verwendet, um die Belichtung abzuschätzen. Und Sie können damit zusammen mit den Informationen in der obigen Liste überprüfen, ob das Foto tagsüber aufgenommen wurde.

  3. Überprüfen Sie, ob ein Blitz ausgelöst wurde oder nicht.

  4. Überprüfen Sie die Uhrzeit, zu der das Foto aufgenommen wurde . Angenommen, der Benutzer hat die Uhr konfiguriert, können Sie nachts aufgenommene Fotos sofort entfernen.

Wenn Sie dieses Problem jedoch einfach aus Sicht der Bildverarbeitung angehen möchten. Ich kann sagen, dass Sonnenlicht normalerweise einen höheren Kontrast und härtere Kanten hat. Daher kann die Histogrammanalyse und das Auffinden scharfer Kanten einen guten Hinweis geben.

Angenommen, die von Ihnen verarbeiteten Fotos haben ein Rohbildformat, dann können Sie denselben oben beschriebenen Weißabgleichstrick anwenden . Dies funktioniert jedoch nicht für Standardbilder wie JPEG oder PNG. Dies liegt daran, dass der Bildprozessor der Kamera die Verschiebung der Farbtemperatur bereits kompensiert und das Ergebnis in das endgültige Bild einbrennt, indem lediglich die wb-Einstellung in den Metadaten aufgezeichnet wird.

decden
quelle
Ich rollte auf dem Boden, als ich las "Überprüfen Sie die Zeit, zu der das Foto aufgenommen wurde". Ich bin mir jedoch nicht sicher, ob das OP rekonstruieren möchte, was die Kamera getan hat.
Frafl
@frafl, ich habe zwei Beispiele hinzugefügt
Marcel Stör
@frafl Eine Heuristik ist jeder Ansatz zur Problemlösung, zum Lernen oder zur Entdeckung, bei dem eine praktische Methode angewendet wird, die nicht garantiert optimal oder perfekt ist, aber für die unmittelbaren Ziele ausreicht. Das Überprüfen der Zeit, zu der das Foto aufgenommen wurde (wenn der Ort auch nur teilweise bekannt ist), wäre eine durchaus akzeptable Heuristik.
Andy Gee