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Gradienten auf einer Fläche berechnen

Universität / Fachhochschule

Tags: Gradient

 
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G-Rizzle

G-Rizzle aktiv_icon

17:30 Uhr, 02.02.2022

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Hi! im Rahmen meiner MA untersuche ich Oberflächen. Hierzu liegen mir auf einem regelmäßigen x-y Raster als Matrix Höhenkoordinaten vor (20,000,000 Stück auf 1mm^2)

In erster Linie interessieren mich die Gradienten. Ich habe bereits Differenzenquotienten ein mal in x und ein mal in y zwischen benachbarten Höhenwerten gebildet (Vorgehen: s. Bildanhang). Hier ist allerdings der Nachteil, dass 1) die Gradienten ja immer nur leicht versetzt für die Höhenwerte gelten und 2) eine Matrix mit anderen Dimensionen rauskommt. Das soll so nicht sein.

Ich suche daher einen Weg, eine Gradientenmatrix mit den selben Dimensionen zu bilden, wobei jeder Eintrag dem Gradienten zum zugehörigen Höhenwert entspricht. Quasi eine Kombination aus x-und y-Gradient in jedem Eintrag. Ich habe etwas vom Sobel-operator gehört, verstehe ihn aber nicht und sehe auch nur fertige Implementierung zur Anwendungen auf fertigen Bildern, nicht auf eine bloße Zahlen-Matrix.


Kann mir bitte jemand helfen?
Grüße

Gradienten

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Bestimmtes Integral (Mathematischer Grundbegriff)
Flächenberechnung durch Integrieren
Online-Nachhilfe in Mathematik
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ledum

ledum aktiv_icon

13:09 Uhr, 03.02.2022

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Hallo
der Sobeloperator wird für Farbe bzw Grubberte eins Bildes benutzt? nicht für grad.
da grad ja ein Vektor ist, wie kann die Matrix dieselbe Dimension haben, welchem Punkt du den numerischen grad zuordnest kommt darauf an, wozu du ihn verwendest, du kannst den Mittelpunkt eines Vier- oder Dreiecks das Mittel aus den grad der Endpunkte zuordnen oder den Punkten selbst. Das kommt doch sehr darauf an was du mit dem grad willst.
Gruß ledum
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N8eule

N8eule

14:51 Uhr, 03.02.2022

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Darf ich in meinen Worten anbieten:
Das klingt naheliegend nach Mittelung und Approximation. Dazu kannst du dir einen Funktionsansatz über einige Nachbarpunkte ansetzen, und die Steigung in deinem Zielpunkt zB. durch Ableitung bilden.

Was
"2) eine Matrix mit anderen Dimensionen rauskommt. Das soll so nicht sein."
bedeuten soll, ist auch mir nicht klar. Klar sollte sein, dass Ableitungen grundsätzlich andere Dimensionen (Einheiten) haben, als ihre Stammfunktionen (Stammwerte).

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