Bildverarbeitung  (CV) ist eine Kombination aus Bildsensor und neuester Computertechnologie, die es ermöglicht, auf Basis der erfassten elektronischen Bilder automatisch Ergebnisse zu generieren. Es ist eine junge Technologie mit starkem Wachstum – getrieben durch den rasanten Fortschritt in der Informatik und bei den Bildsensoren.

Von Menschen werden unzählige Entscheidungen auf Basis visueller Informationen gefällt. Unser Auge ist das wichtigste Sinnesorgan und es beschäftigt einen Großteil unseres Gehirns mit der Verarbeitung der Informationen. Die Fähigkeiten des Menschen Dinge optisch zu erkennen und zu bewerten sind erstaunlich.

Mit digitaler Bildverarbeitung (BV) und Computer Vision (CV) können diese Fähigkeiten auf technische Systeme übertragen werden. Technische Prozesse und Verfahren werden durch den Einsatz von CV beschleunigt, verbessert und wirtschaftlich optimiert.

Handlungsbedarf gibt es in vielen Branchen und Bereichen, z.B.:

• Automotive, Elektrotechnik, Maschinenbau
• Automatisierungstechnik
• Halbleiterfertigung (Nanotechnologie)
• Informations- und Kommunikationstechnik
• Optische Technologien, Photonik
• Physikalische Technik
• Produktionstechnik, Qualitätswesen
• Personenschutz, Sicherheitstechnik
• Medizintechnik
• Umwelttechnik, Biotechnologie
• Verfahrenstechnik

 

Was bedeutet Computer Vision?

Computer Vision [Maschinelles Sehen] kann frei mit maschinelles Sehen übersetzt werden. Es ist das Forschungsgebiet, welches Robotern oder Computern das Sehvermögen beizubringen versucht. Es ist bereits Stand der Technik, dass bestimmte Teilbereiche von Computer Vision das menschlich Sehvermögen bei weitem übertrifft. Dies ist dort der Fall, wo einfache Sehvorgänge mit extrem hoher Geschwindigkeit ermüdungsfrei durchgeführt werden müssen, wie in der Qualitätskontrolle von industriellen Massenprodukten. Computer Vision kommt beispielsweise immer dort zum Einsatz, wo hochwertige Oberflächen von Autokarosserien oder Armaturen verlangt werden, bestückte Platinen oder Pralinenschachteln vollständig sein müssen, Teile möglichst geringe Abweichungen von vorgegebenen Formen und Maßen aufweisen dürfen, oder die Forderung besteht, im Millisekundentakt die Lage von Lötpunkten für das  Bonden von ICs zu erkennen.
Anspruchvollere Aufgaben für Computer Vision stellen sich beim Einsatz in  Fahrerassistenzsystemen, wie Spurhalteunterstützung, Spurwechselassistent, Totwinkelüberwachung und Verkehrszeichenerkennung.
In der moderne Medizintechnik erweist sich die Bildverarbeitung als das probate Hilfsmittel für die Weiterverarbeitung und Auswertung von Röntgen-, Ultraschall-, Computertomographie- und Mikroskopiebildern. Computer Vision hilft dem Zytologe beim Screening  von Zellabstrichen für die Krebsfrüherkennung und bei der Chromosomenanalyse zur Behandlung von Erbkrankheiten.
Das Einsatzgebiet von Computer Vision wird durch die Möglichkeit der räumlichen Bilderfassung maßgeblich erweitert und ist in so unterschiedliche Branchen wie der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und der Baubranche unverzichtbar geworden. Hierfür mögen beispielhaft folgende Anwendungen stehen:

• Aufnahme von Design-Modelle für die CAD-Darstellung
• Vermessung von Flugzeugsegmenten und deren Montageüberwachung
• Baugeschichtliche Dokumentation für die Denkmalpflege
• Beweissicherungsaufnahme von Verkehrsunfällen
• Vermessung von Wirbelsäulendeformationen
• 3D-Lageerkennung von Bauteilen auf Platinen nach Reflow Bestückung.

Durch das ausgeklügelte Zusammenspiel von Bildaufnahmesystem und Software entstehen innovative Vision-Systeme, mit denen neue Einsatzgebiete erschlossen werden. Hierzu zählen in jüngerer Zeit die Computertomographie (CT), die Laser-Konfokalmikroskopie, die Tunnel- und die Kraftmikroskopie. In den letzten Jahren hat sich die zunächst auf Anwendungen in der Medizin beschränkte CT auf technische Einsatzgebiete erweitert. Mit der CT werden neue metallische Werkstoffe auf ihre Porosität hin untersucht oder im Inneren verborgene Risse an Turbinenschaufeln von Düsenflugzeugen aufgespürt. Mit dem Laser-Konfokalmikroskop werden in Zellen chemische Transportmechanismen räumlich sichtbar gemacht und zur 3D-Darstellung gebracht. Die Tunnel und Kraftmikroskopie sind seit vielen Jahren etablierte Methoden der Bio- und Nanotechnologien, die Bilder mit atomarer Auflösung liefern. Auch hier wächst der Bedarf an bildanalytischen Auswerteverfahren.
Die Liste der Anwendungen von Computer Vision ist bei weitem nicht abgeschlossen, aber eines ist auch so schon erkennbar:
Wer als an moderner Technik interessierter Mensch in einem zukunftsorientierten Gebiet mit nachweislich (nach Aussage des VDMA) hohen Wachstumsraten arbeiten möchte, der trifft mit Computer Vision eine ausgezeichnete Wahl.