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Immer einen Schritt voraus

Hyperspektral: Bildverarbeitung 4.0

14. September 2016

Vision 2016 | Stuttgart | Stand E52 in Halle 1 | 8.-10.11.2016

STEMMER IMAGING zeigt auf der VISION 2016 mit den kompakten Hyperspektralkameras FX10 von Specim und den Komplettsystemen CVS HyperInspect vielseitige Möglichkeiten für die hyperspektrale Bildverarbeitung. Bezogen auf die Entwicklung der Bildverarbeitung von der monochromen über die Farb- und später die 3D-Bildaufnahme stellt diese Technologie die nächste Evolutionsstufe dar: Bildverarbeitung 4.0.

Hyperspektrale Bildverarbeitung unterscheidet sich von Bildverarbeitung im sichtbaren, im UV- oder im IR-Bereich vor allem dadurch, dass zur Analyse der Ergebnisse mehr als 100 verschiedene Wellenlängen verwendet werden. Erforderlich ist dafür stets ein Spektrograph, der das Licht verschiedener Wellenlängen in sein Spektrum zerlegt. Dieses Spektrum wird im Anschluss über die Sensoren der eingesetzten Kameras aufgenommen und lässt eine Analyse der Prüfobjekte zu.

STEMMER IMAGING hat im Bereich der hyperspektralen Bildverarbeitung die kompakten Hyperspektralkameras FX10 von Specim und das Komplettsystem CVS HyperInspect im Programm.

Die Hyperspektralkameras FX10 des finnischen Herstellers Specim wurden für den Wellenlängenbereich von 400 bis 1000 nm entwickelt und zeichnen sich durch die Besonderheit aus, dass der erforderliche Spektrograph in das Kameragehäuse integriert ist. Durch ein patentiertes Verfahren weist die neue FX10 dennoch eine extrem kleine Baugröße von nur 150 x 85 x 71 mm³ auf. Anwender dieser neuen Kameraserie haben die Möglichkeit, aus 220 Wellenlängen diejenigen auszuwählen und auszuwerten, die aufgrund der Materialeigenschaften des Prüfobjekts für die vorliegende Applikation optimal geeignet sind.

Die Anzahl der ausgewählten Wellenlängen hat dabei direkten Einfluss auf die Geschwindigkeit der Lösung: Je weniger Wellenlängen für die Überprüfung ausgewählt werden, desto schneller erfolgt die Auswertung.

  • Nutzt der Anwender alle 220 Wellenlängen, so liegt die maximale Aufnahmegeschwindigkeit der Specim FX10 bei 330 Bildern pro Sekunde.
  • Ist nur die Aufnahme von 20 Wellenlängen erforderlich, sind 2830 Bilder pro Sekunde möglich,
  • und bei Auswahl von 5 Wellenlängen in 3 verschiedenen Bereichen lassen sich 6510 Bilder pro Sekunde erzielen.

Als Schnittstelle sorgt derzeit CameraLink für den Bilddatentransport, ab Ende 2016 sollen dann auch Modelle mit GigE-Anschluss verfügbar sein.

Zu den weiteren Highlights der FX10 zählen eine speziell angepasste C-Mount-Optik, ein hervorragender Signal-Rauschabstand von 600 : 1 sowie die Kalibrierung beim Hersteller. Sie garantiert selbst dann identische Ergebnisse, wenn ein Kameramodul aufgrund von Ausfall oder Wartung in der Anlage ausgetauscht werden muss. Erhältlich sind die FX10-Hyperspektralkameras von Specim inklusive Bilderfassungssoftware und SDK seit Mitte 2016 bei STEMMER IMAGING. Anwender können dort auch die nötigen und geeigneten Bilderfassungskarten und Kabel aus einer Hand beziehen, was den Einstieg in die Hyperspektralbildverarbeitung erheblich vereinfacht.

Mit Perception Park aus Österreich hat STEMMER IMAGING eine Lösung für hyperspektrale Bildverarbeitung im SWIR-Wellenlängenbereich von 900 bis 1700 nm entwickelt. Basis des Bildverarbeitungssystems CVS HyperInspect ist eine generische, intuitiv konfigurierbare Datenverarbeitungsplattform von Perception Park, die wissenschaftliche Methoden zur Analyse von Hyperspektral-Bilddaten gekapselt zur Verfügung stellt. Durch diese Software haben auch Benutzer ohne Expertenwissen in den Bereichen Spektroskopie und Chemometrie die Möglichkeit, hyperspektrale Bildverarbeitungssysteme einzusetzen und deren Ergebnisse zu nutzen.

Diese Software dient als Basis für die Systeme, die STEMMER IMAGING durch die Ergänzung um Hardwarekomponenten wie geeignete CMOS- und InGaAs-Industriekameras, Beleuchtungen, Optiken und Bilderfassungskarten sowie Bildverarbeitungsrechner zu Hyperspektral-Komplettsystemen erweitert.

Hyperspektrale Bildverarbeitungssysteme analysieren die molekularen Eigenschaften der Prüfobjekte und erstellen einen „chemischen Fingerabdruck“ der Materialien. Durch die Auswertung von über 100 Wellenlängen erschließen sie Anwendungsgebiete, die mit herkömmlichen Systemen nicht lösbar sind. Einsatzbeispiele für diese Technologie sind die Klassifizierung von Kunststoffen beim Recycling, Anwendungen im Lebensmittelbereich sowie die Identifikation von Stoffen aller Art, die im Realbild kaum Unterschiede aufweisen, unter anderem im Bergbau, in der Pharmaindustrie oder auch im Medizinbereich.

Perception Park

Graz, Österreich

Perception Park mit Sitz in Graz/Österreich ist das erste Unternehmen mit klarer Spezialisierung auf Hyperspectral Imaging für die Industrie. Die an industriellen Bedürfnissen orientierten Datenverarbeitungslösungen resultieren aus über 10 Jahren Erfahrung mit der Technologie. Seit Januar 2016 profitieren Machine-Vision-Experten in ganz Europa und Asien durch die Partnerschaft von Perception Park und STEMMER IMAGING.

Specim Spectral Imaging

Oulu, Finland

Specim brachte 1995 die ersten professionellen Hyperspektral-Spektrographen auf den Markt. Das Unternehmen mit Sitz in Oulu (Finnland) ist nicht nur für seine Pionierarbeit auf dem Gebiet der hyperspektralen Bildverarbeitung bekannt, sondern auch für die Entwicklung immer neuer, besserer Technologien. Bei der Herstellung der Produkte lautet die Maxime, höchste Qualitätsansprüche an Präzision, Widerstandsfähigkeit und Funktionalität zu erfüllen.

STEMMER IMAGING

Puchheim, Germany

STEMMER IMAGING ist seit 1987 in der industriellen Bildverarbeitung tätig und mittlerweile Europas größter Technologie-Anbieter in diesem Bereich. 1997 stellte STEMMER IMAGING mit Common Vision Blox (CVB) eine leistungsstarke Programmierbibliothek vor, die eine schnelle und zuverlässige Entwicklung und Implementierung von Bildverarbeitungslösungen ermöglicht und inzwischen weltweit über 40.000 mal in verschiedensten Branchen erfolgreich im Einsatz ist.

Specim FX-Serie - Kompakt, kostengünstig, konkurrenzlos
  • Plug-and-play-Komplettsystem bestehend aus Spektrograph, Kamera und Objektiv
  • Für die Wellenlängenbereiche von 400 nm bis 1000 nm bzw. 900 nm bis 1700 nm
  • Besonders kompakt und leistungsstark
CVS HyperInspect - Chemische Materialanalyse für industrielle Produktionsprozesse
  • Modulares Komplettsystem zur chemischen Analyse von Materialeigenschaften
  • Einfache Erfassung und Auswertung von Hyperspektraldaten
  • Bewertung der chemischen Objekteigenschaften in Echtzeit