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Assessing particle kinematics via template matching algorithms

Weber, Max und Fink, Martin und Fortov, Vladimir und Lipaev, Andrey und Molotkov, Vladimir und Morfill, Gregor E. und Petrov, Oleg und Pustylnik, Mikhail und Thoma, Markus und Usachev, Alexandr und Räth, Christoph (2016) Assessing particle kinematics via template matching algorithms. Optics Express, 24 (8). Optical Society of America. doi: 10.1364/OE.24.007987. ISSN 1094-4087.

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Offizielle URL: https://www.osapublishing.org/DirectPDFAccess/C87EB7B1-EA71-1E4A-C86671E6F34A3837_338789/oe-24-8-7987.pdf?da=1&id=338789&seq=0&mobile=no

Kurzfassung

Template matching algorithms represent a viable tool to locate particles in optical images. A crucial factor of the performance of These methods is the choice of the similarity measure. Recently, it was shown in [Gao and Helgeson, Opt. Express 22 (2014)] that the correlation coefficient (CC) leads to good results. Here, we introduce the mutual Information (MI) as a nonlinear similarity measure and compare the performance of the MI and the CC for different noise scenarios. It turns out that the mutual information leads to superior results in the case of signal dependent noise. We propose a novel approach to estimate the velocity of particles which is applicable in imaging scenarios where the particles appear elongated due to their movement. By designing a bank of anisotropic templates supposed to fit the elongation of the particles we are able to reliably estimate their velocity and direction of motion out of a single image.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/106088/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Assessing particle kinematics via template matching algorithms
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Weber, Maxmax.weber (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fink, MartinDLR Research Group Complex Plasma, OberpfaffenhofenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fortov, VladimirJoint Institute for High Temperatures, RAS, MoscowNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lipaev, AndreyJoint Institute for High Temperatures, RAS, MoscowNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Molotkov, VladimirJoint Institute for High Temperatures, RAS, MoscowNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Morfill, Gregor E.Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Giessenbachstrasse, 85748 Garching, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Petrov, OlegJoint Institute for High Temperatures, RAS, MoscowNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pustylnik, MikhailDLR Research Group Complex Plasma, OberpfaffenhofenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Thoma, MarkusJustus-Liebig Universität GiessenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Usachev, AlexandrJoint Institute for High Temperatures, RAS, MoscowNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Räth, ChristophDLR Research Group Complex Plasma, OberpfaffenhofenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:5 April 2016
Erschienen in:Optics Express
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:24
DOI:10.1364/OE.24.007987
Verlag:Optical Society of America
ISSN:1094-4087
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Image Analysis, Image recognition, algorithms and filters, Pattern recognition
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Komplexe Plasmen / Datenanalyse (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Forschungsgruppe Komplexe Plasmen > Forschungsgruppe Komplexe Plasmen
Hinterlegt von: Räth, Christoph
Hinterlegt am:19 Sep 2016 15:43
Letzte Änderung:28 Nov 2023 09:03

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