Bildverarbeitung im Einsatz -  Anwendungsbeispiele aus zahlreichen Branchen

Industrielle Bildverarbeitung

in der Praxis

Kundenreferenzen und Anwendungsbeispiele

Bildverarbeitung mal ganz anders

Februar 2011

Die Bildverarbeitungs-Technologie ist im industriellen Bereich seit Jahren fest etabliert. Ist es aber mit dieser Technik auch möglich, außerhalb des Industrie-Umfeldes zu arbeiten? Die Antwort auf diese Frage lautet ganz klar "ja", wie die in diesem Artikel vorgestellten "exotischen" Beispiele zeigen. Sie wurden von STEMMER IMAGING oder Partnerfirmen in den vergangenen Jahren realisiert und deuten die Möglichkeiten der Technik außerhalb des Üblichen an.

Automatisierte Tierzählung

Die Zählung der Population von Tieren ist in der Forstwirtschaft eine notwendige Aufgabe, um eine ausgewogene Fauna und Flora zu gewährleisten. Wo die natürlichen Jäger wie Bären und Wölfe rar oder komplett ausgestorben sind, muss der Mensch einen Ausgleich schaffen und z.B. Wild schießen, um den Bestand sinnvoll zu regeln und somit das übermäßige Abfressen von Pflanzen durch Rehe und andere Wildarten zu vermeiden. Eine vorherige Erfassung des Wildbestands ist dafür Voraussetzung und wird traditionell vom zuständigen Förster vorgenommen, der dafür viel Zeit auf seinem Hochsitz verbringen muss.

Diese zeitaufwändige Aufgabe lässt sich auch automatisiert mit Hilfe von Bildverarbeitung lösen, wie ein findiger Forstwirt in Zusammenarbeit mit STEMMER IMAGING und der Software-Plattform Common Vision Blox bewiesen hat: Seine Entwicklung war in der Lage, trotz schwieriger Rahmenbedingungen wie wechselnden Lichtverhältnissen, teilweise verdeckten Objekten, in diesem Fall also Tieren, und unterschiedlichem Aussehen in Bezug auf Größe und Farbe der Tiere ein System zu realisieren, das ihm eine Abschätzung der Zahl der Wildpopulation erlaubte. Sein dabei erarbeitetes Wissen in Sachen Bildverarbeitung setzte der Forstwirt übrigens einige Jahre später in einem weiteren System zur Zählung von Seemöwen um.

Auch eine Zählung im Wasser wurde bereits erfolgreich entwickelt: Ein amerikanischer Fischzüchter wollte wissen, wie viele Jungforellen am Ende der Brutzeit aus seinem Brutbecken in die Freiheit schwimmen. Aufgrund vieler Parameter schien diese Anfrage zunächst nicht realisierbar zu sein: Bewegte, organische Objekte im Wasser zu erkennen und zu zählen, gehört nicht gerade zum Standard-Funktionsumfang in der Bildverarbeitung. Auch hier konnte STEMMER IMAGING jedoch Komponenten und Know-how für eine erfolgreiche Lösung der Aufgabe bereitstellen. Die gezählten Tiere können übrigens auch noch kleiner sein: Ein bekannter Hersteller von Schädlings-Bekämpfungsmitteln nutzt Bildverarbeitung, um Blattlaus-Larven und -Eier zu erkennen und so die Wirkung seiner Produkte zu beurteilen.

»Rübe ab!« per Bildverarbeitung

Ein Partner von STEMMER IMAGING in Holland hat bereits vor einigen Jahren eine Machbarkeitsstudie zur Beantwortung der Frage durchgeführt, ob es möglich ist, Karotten mit Hilfe von Bildverarbeitungs-Systemen automatisiert zu verarbeiten und dabei eine Schnittkante für die Abtrennung des Grünanteils zu bestimmen. Wird hier zu wenig abgeschnitten, so verbleibt unerwünschtes Grün an der Karotte. Kürzt man hingegen zu viel, so hat dies einen negativen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit des Prozesses.

Die Ernte und Weiterverarbeitung von Gemüse wird heute noch weitgehend manuell durchgeführt. Diese Tätigkeiten sind nicht nur für die Beschäftigten meist eintönig und zum Teil gesundheitsschädigend, sie haben aufgrund des hohen Personalkostenanteils auch einen maßgeblichen Einfluss auf die Preise der Endprodukte.

Für die Studie wurden vorher gewaschene Rüben in beliebiger Drehlage auf ein Förderband gelegt, das die Rüben am eingesetzten Bildverarbeitungs-System vorbeiführte. Das Bildverarbeitungs-System hatte dann die Aufgabe, die Rotationslage der Karotten zu erkennen, ihre Dicke entlang der Längsachse zu verfolgen, die dickste Stelle zu finden und abschließend die optimale Schneidkante zu berechnen.

Das Ergebnis der Studie: Mit der geeigneten Hard- und Software war es möglich, diese Aufgabe in der geforderten Geschwindigkeit und Genauigkeit zu lösen!

So soll ein Burger aussehen!

Die Food-Industrie zählt zu den Sparten, in denen die Anwendung von Bildverarbeitungs-Systemen in den letzten Jahren stark zugenommen hat. Das Spektrum der Aufgaben ist dabei sehr breit. Zu den einfacheren Anwendungen zählt dabei die Prüfung von Verpackungen der Lebensmittel und Getränke, doch auch die Lebensmittel selbst werden zunehmend mittels Bildverarbeitung inspiziert und z.B. nach ihrer Güte klassifiziert.

Teilweise werden die von der Bildverarbeitung errechneten Ergebnisse sogar zur Berechnung des Gewichts und zur Preisauszeichnung genutzt. In einigen Ländern ist es z.B. üblich, Wurstwaren in Packungen mit Inhalten in exakten 100-Gramm-Schritten anzubieten. Um aber tatsächlich 200 und nicht z.B. 212 Gramm Wurst in eine Packung zu bringen, setzt ein Kunde der britischen Niederlassung von STEMMER IMAGING Bildverarbeitungs-Systeme ein, die während des Schneidens der Wurstscheiben den Fett- und Fleischanteil erkennen. Diese Ergebnisse werden unter Berücksichtigung des unterschiedlichen spezifischen Gewichts dazu verwendet, die Dicke der letzten abgeschnittenen Scheibe pro Packung so zu steuern, dass das Zielgewicht exakt erreicht wird. In dieser Anwendung wird zudem darauf geachtet, ob eine Wurstscheibe mit geringem oder hohem Fettanteil in der Packung ganz oben zu liegen kommt, um so ein optisch möglichst hochwertiges Produkt anbieten zu können bzw. um den Preis entsprechend anzupassen.

Die Optik des Produkts spielt auch für die großen Fastfood-Ketten der Welt eine große Rolle. Dies führt dazu, dass einige dieser Anbieter von ihren Lieferanten für Burger-Brötchen einen genau definierten Bräunungsgrad verlangen und sogar die grobe Anzahl und Verteilung der Sesamkörner darauf festgelegt haben.

Bildverarbeitung für viele Einsatzfelder

Wie diese Beispiele zeigen, eignet sich die Bildverarbeitung auch für viele Anwendungen außerhalb der Industrie-Sparte. Es ließen sich noch zahlreiche weitere und sehr spannende Aufgabenstellungen nennen, die bereits erfolgreich realisiert wurden, z.B. zur Prüfung der Echtheit von Gemälden, zur Animation in der Unterhaltungsindustrie, im Sport, in der Verkehrstechnik und in einer Reihe weiterer Bereiche, in denen man den Einsatz von Bildverarbeitung nicht vermuten würde. Natürlich kann auch die Bildverarbeitung nicht jede Aufgabe lösen – aber sie kann mehr, als man gemeinhin denkt.

Über STEMMER IMAGING

STEMMER IMAGING ist Europas größter Anbieter von Bildverarbeitungs-Technologie mit Niederlassungen in vier Ländern und Entwickler der führenden Software-Plattform Common Vision Blox. Das Unternehmen stellt seinen Kunden alle Komponenten und Dienstleistungen zur Verfügung, die zur Realisierung von zuverlässigen Bildverarbeitungs-Lösungen für nahezu jede Branche erforderlich sind. Die Kunden von STEMMER IMAGING profitieren dabei von einer europaweit einzigartigen Vielfalt an Bildverarbeitungs-Produkten führender Hersteller auf dem neuesten Stand der Technik.