In der Bildbearbeitung geht es jetzt erst richtig los!

Die Geschichte der Bildverarbeitung, die neuesten Entwicklungen und Prognosen für die Zukunft waren die Hauptthemen, die die Experten beschäftigten, die am 14.07.2011 zu einer Diskussionsrunde bei der FRAMOS GmbH in Pullach eingeladen waren. Anlässlich des 30-jährigen Firmenjubiläums traf sich eine Gruppe sachkundiger Spezialisten aus der Branche, um die spannendsten Themen und Trends zu diskutieren. Die Teilnehmer kamen aus den unterschiedlichsten Bereichen der Branche, darunter aktive Unternehmen (Allied Vision Technology, ASM Pacific Technology (ehemals Siemens), CCD Videometrie, FRAMOS, Sony Europe, Stemmer Imaging), die Presse (Markt&Technik), die European Machine Vision Association (EMVA) und die Wissenschaft (Fachhochschule Göttingen).

Rückblickend erinnerte sich die Gruppe an die ersten Schritte im Bereich der Bildverarbeitung. Die Forschung war einer der ersten wichtigen Bereiche, in denen sich die Bildverarbeitung entwickelte. Bereits in den 1970er Jahren entwickelte Stemmer ein System für das Fraunhofer IPA (Institut für Produktionstechnik und Automatisierung). Wie Wilhelm Stemmer bemerkte: „Der sogenannte Minicomputer war in Wirklichkeit eine Maschine, die einen ganzen Raum füllte.“ Eine Zeit lang blieb die Speicherkapazität von Computern eine große Herausforderung, bis in den 1980er Jahren die Computertechnologie rasante Fortschritte machte und damit die Entwicklung der Bildverarbeitung vorantrieb. Prof. Klaus Bobey von der Fachhochschule Göttingen drÃ?ckte seinen großen Respekt fÃ?r Pioniere wie Herrn Franz aus: „Ich bewundere Ihren Mut, Anfang der 80er Jahre größte Anstrengungen in die Entwicklung der digitalen Bildverarbeitung zu investieren!“

Anfang der 1990er Jahre begann die Entwicklung von Digitalkameras, die vor allem in Sicherheitsanwendungen und in der Mikroskopie eingesetzt wurden, obwohl es noch recht schwierig war, die benötigten Sensoren zu finden. „Damals war es in Deutschland billiger, einen Sony Camcorder zu kaufen und die Sensoren darin auszubauen, als einzelne Sensoren zu kaufen“, bemerkte Dr. Reimar Lenz von CCD Videometrie. Die Personal Computer wurden jedoch immer schneller, hatten mehr Speicherkapazität und leistungsfähigere Prozessoren.
In den letzten zehn Jahren wurden die Kinderkrankheiten überwunden und einige der kleinen Unternehmen aus den Anfangsjahren sind inzwischen Marktführer geworden. Die Digitalisierung hat den Markt einerseits vielfältiger gemacht, aber auch die Standardisierung verstärkt. „Die Bildverarbeitung wächst mit unglaublicher Geschwindigkeit, vor allem in Bezug auf die verkauften Einheiten, aber die Preise sinken“, sagte Patrick Schwarzkopf von der EMVA.

Der Expertenkreis diskutierte auch darüber, welche neuen nicht-industriellen Anwendungen in Zukunft entstehen könnten. Die Teilnehmer waren sich einig, dass derzeit viele außergewöhnliche Anwendungen entwickelt werden. Der konventionelle Bildverarbeitungsmarkt wird allmählich durch innovative Märkte wie Biowissenschaften, Servicerobotik, Landwirtschaft und Lebensmittelindustrie ersetzt werden. Ein Beispiel ist die Fußballstatistik. Ein Kamerasystem im Stadion verfolgt die Bewegungsmuster der Spieler, identifiziert sie und wertet sie aus. Auf diese Weise kann die Beurteilung der Spieler verbessert werden und die Technologie kann sogar den Trainern helfen, in der Halbzeitpause schnell wichtige Entscheidungen zu treffen.
Der Einsatz von Robotik in der ökologischen Landwirtschaft bietet einen weiteren Blick in die Zukunft. „Eines Tages wird das Unkraut von Roboterarmen im Vorbeifahren gezogen oder sogar mit einem Laser gesprengt“, so Patrick Schwarzkopf von der EMVA.
Auch im Bereich der Sensoren entwickelt sich alles rasant. CMOS-Sensoren haben ihren Marktanteil drastisch erhöht und lösen die CCD-Sensoren ab, deren Entwicklung weitgehend ausgereizt ist. Die Qualität der CMOS-Sensoren verbessert sich ständig und sie bieten deutlich mehr Möglichkeiten in den Bereichen HDR, IR usw. Gerd Häberle von Sony Europe ist jedoch davon überzeugt, dass CCD und CMOS noch einige Zeit nebeneinander auf dem Markt existieren werden und dass beide für unterschiedliche Anwendungen benötigt werden.
Das Gleiche gilt für die verschiedenen Schnittstellenstandards, die alle, je nach Situation, in der sie eingesetzt werden, eine geeignete Anwendung finden. Neue Schnittstellen wie 10 GigE Vision und USB 3.0 zeichnen sich durch ihre Bandbreite aus, aber die Entwicklungen bei Stromverbrauch, Kabellänge und Preis müssen noch optimiert werden. Dr. Karl-Heinz Besch von ASM Pacific Technology zeigte sich jedoch optimistisch: „Wir müssen einfach abwarten, was sich als Standard durchsetzt. GigE hat für uns Anwender einen gewissen Reiz.“
3D ist auch in der industriellen Bildverarbeitung derzeit ein ganz heißes Thema. Wird 3D wirklich in industriellen Anwendungen eingesetzt werden? Verfahren wie Stereo, Triangulation und strukturiertes Licht sind inzwischen bekannt und werden bereits bei Pick-and-Place-, Gussteilmess- und Portionierungsanwendungen eingesetzt. Es sind jedoch noch weitere Entwicklungen erforderlich, bevor diese Technologie marktreif ist. Wilhelm Stemmer und Dr. Andreas Franz haben hier einen klaren Trend ausgemacht: „Weg von der Spezialisierung und hin zu produktorientierten Lösungen, die jeder nutzen kann.“
Die gesamte Gruppe sieht ein enormes Potenzial für zukünftige Bildverarbeitungsanwendungen in den verschiedensten Bereichen. Sie schätzen, dass bisher nicht mehr als 10% der möglichen Anwendungen von der Bildverarbeitung Gebrauch machen.
Ein Teilnehmer hatte einen persönlichen Wunsch für eine neue Entwicklung in der Bildverarbeitung: „Eine Kamera für Ihr Knopfloch wäre wunderbar, eine, die erkennt, mit wem Sie sprechen und Ihnen dessen Namen nennt!“
Ein ausführlicher Bericht über die Diskussionsrunde wird von Andreas Knoll (Chefredakteur von Markt&Technik, Energie&Technik und elektrotechnik.de) in der Markt&Technik veröffentlicht, die für Ausgabe 35 geplant ist.

Veröffentlichung: Markt & Technik Computer Automation