Hallo Forengemeinde!

Auch dieses Jahr werde ich mit einem Freund wieder an Jugend Forscht teilnehmen, das Tehma lautet - einige wissen es ja bereits - "Alternative Kraftstoffherstellung aus Grünalgen"!
Auf meiner Website Hybridfreak haben wir ein paar Beiträge zur Entwicklung des Projekts verfasst.

Nächste Woche ist Abgabetermin und langsam wird die Zeit eng, aber wir haben da ein Problem.
Und zwar haben wir für die Bestimmung der Wachstumsrate der Algen einen Versuchsaufbau (siehe später) erstellt, welcher täglich abfotografiert wurde. Nun sollte am PC die Veränderung des Grünwerts (oder der anderen beiden?!?) gemessen und ein Graph erstellt werden um die Verdopplungsrate der Alge zu errechnen.



So sieht das Ganze aus, aber wie kann ich aus den Einzelbildern die Veränderung messen ?
Wer kann helfen?

Danke!
Roman

Es gibt doch Programme die die Häufigkeit einer bestimmten Farbe bzw. des Farbspektrums als Graf anzeigen. Da kannst du doch jeden Tag den Wert für den Grünton ablesen und auswerten. Es muss halt immer gleiche beleuchtet sein, und gleiche Perspektive, sonst wirds wohl zu ungenau.

MfG Fabian

Hi,

ganz einfach. Du nimmst dir jedes Bild einzeln vor und lädst es in ein Bildbearbeitungsprogramm. Die meisten haben eine Pipetten Funktion. Der Mauszeiger wird zu einer Pipette und man kann dann den Farbwert an der Mausposition irgendwo ablesen. Je nachdem was du für dein Bild/Programm an Grundeinstellung hast, bekommst du ein CMYK oder RGB Wert dargestellt.
Das ganze ist natürlich eine Menge Arbeit. Bildanzahl mal Probenanzahl.
Ich würde darüber hinaus auch noch mehr als einen Wert pro Probe nehmen. Dann kannst du den Wert mitteln und das rauschen der Kamera minimieren. Das ist teilweise größer als man denkt.
Einige Programme haben auch die Möglichkeit einer Statisk. Du kannst dann die Anzahl der Farben pro Bild zählen lassen und als Verteilung ausgeben lassen. Dafür würde ich dann ein Bereich der Probe im Bild auschneiden und von der Verteilung nur das Maximum nehmen.

Gruß

Neil

Hi,

noch ein Tipp zu der Seite. Bilder sind schön. Aber ich finde es ätzend wenn man da nicht scrollen kann weil die Bilder gezoomt dargestellt werden und riesig groß sind. Ich konnte mir leider nicht die ganze seite anschauen weil das mein Rechner nicht mehr gepackt hat. Wäre schön wenn das optimiert werden könnte. Ich finde das Thema sehr interessant.

Gruß

Neil

Photoshop beispielsweise bietet die Histogramm-Funktion, es kann aber sein dass die nur für Helligkeitswerte ist. Gimp ist kostenlos und müsste was ähnliches bieten.

Ansonsten so wie Neil es beschrieben hat.

Oliver

Ich gönnte mir vorstellen, dass das Foto einr Digitalkamera da viel zu ungenau ist. Z.B. durch Rechenpozese des Signalprozessors, Belichtungsschwankungen, ect. Viel genauer wäre da ein Farbanalyser wie er i der Fotolabortechnik eingesetzt wird. Eine enormte Lichtquelle hinter die Flaschen, davor eine Streuscheibe und mit dem Analyser die Grünwerte direkt ablesen.
Digitalkamera würde ich nur nehmen wenn sich alle Rechenprozesse abschalten lassen, die Belichtung rein manuell durch integralmessung ermittelt wird. Das Bild dann durch den Gauschen Weichzeichner und mit der Pipette den Farbwert auslesen.

Gruß,
Achim

Hallo,

Ich habe es jetzt mal mit IrfanView's Histogramm probiert. Dabei habe ich immer den selben Bildausschnitt ausgeschnitten (20x20 Pixel) und davon das Histogramm für Grün erstellt. So sieht das dann aus für die Fotos der Tage 1, 7 und 14 (bei ein und der selben Flasche):

Tag 1


Tag 7


Tag 14


Nur wie kann ich damit einen Graphen erstellen?
Wir wissen das die Verdopplungsrate unserer Alge etwa 2 Tage beträgt, aber das ist unter Optimalbedingungen welche im industriellen Massstab in unseren Breitegraden nicht zu verwirklichen sind.

Danke!
Viele Grüße
Roman

PS: Nach JugendForscht werde ich mich auch wieder dem Raketenbau widmen

Nun ja, die Verteilung scheint ja jedes mal ähnlich zu sein, es wird jedoch immer dunkler, wenn ich das richtig interpretiere.

Es muss da eine Art Schieber oder so geben, mit dem Du vom aktuellen Farbwert "Index" die Pixel "Pixels" zählen kannst. Dann schieb den Schieber auf den Maximalwert Deines Histogramms und notier den Index. Mit der Entwicklung dieses Index über die Zeit sollte man zumindest eine Art Trend erkennen können (Sättigung, stetige Verdunklung, zunehmende Verdunklung...).

Oliver

Geändert von Oliver Arend am 16. Januar 2009 um 13:57

Hi,

man darf nicht vergessen was es im RGB Farbraum bedeutet, wenn man vom weiß kommend immer grüner wirst. Die grüne Komponente bleibt dabei relativ konstant, aber die Rote und die Blaue fallen ab. Am interessantesten ist es deshalb wohl zu sehen wie sich der rote und der blaue Anteil des Signals entwickeln.

In einem relativ homogenen Bereich macht ein Histogramm nicht so viel Sinn. Mehr als einen Peak wird man da nie sehen. Achims Idee mit dem Weichzeichner und der Pipette ist da meiner Meinung nach die bessere Methode. Durch den Weichzeichner kann man sowohl das statistische Rauschen und Farbartefakte, die ev. durch die Interpolation des Bayer Musters des Sensors entstehen können, begrenzen.

So wie ich das sehe, ist das Verfahren mit einer normalen Digitalkamera relativ tückisch, da die, neben der automatischen Belichtung, normalerweise noch automatisch diverse Algorithmen (z.B. Weißabgleich) verwenden um einen bestimmten "Eindruck" zu erwecken und außerdem das Bild komprimiert wird. Besser wären da RAW Fotos mit festgelegter Belichtung, aber dafür ist es wohl zu spät.

Eine andere Frage ist, ob die Signale überhaupt linear sind. Wenn das nicht der Fall ist kann man das aber nachprüfen indem man zum Schluss Mischexperimente durchführt. Dazu mischt man einfach das "Algenwasser" in einem definiertem Verhältnis mit klaren Wasser. So kann man z.B. eine Serie mit einem Algengehalt von 0-100% des (nach wie vor unbekannten) Endalgengehalts erstellen und überprüfen ob die Messwerte die man aus den Bildern erhält linear sind.

Gruß
Reinhard

Hi,

so im nachinein viel mir noch eine andere Methode ein. Man nimmt eine konstante Menge Algenwasser und verdampft das Wasser. Übrig bleiben die Algen und die kann man dann wiegen.

Gruß

Neil