MVTec Software GmbH. Images/Graphics: 2011 MVTec Software GmbH and Licensers. All rights reserved.

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1 1 Images/Graphics: 2011 MVTec Software GmbH and Licensers. All rights reserved. Die MVTec Software GmbH ist ein führender internationaler Software-Hersteller für die industrielle Bildverarbeitung (Machine Vision). MVTec-Produkte werden weltweit in unterschiedlichsten Anwendungsgebieten eingesetzt: in der Halbleiterindustrie, der Oberflächeninspektion von Geweben und anderen Materialien, der Qualitätskontrolle, der Medizintechnik, der Sicherheitstechnik und vielen anderen Arbeitsfeldern. Die innovative Arbeit der MVTec Software GmbH begründet sich im Anspruch, international die Nummer Eins für hoch entwickelte Machine-Vision-Software zu sein. Deshalb sponsert MVTec einschlägige Forschungsprojekte von Universitäten, wodurch die Firma direkt vom faszinierenden Erkenntnisprozess zum Thema maschinelles Sehen partizipieren kann. HALCON ist die umfassende Standardsoftware für die industrielle Bildverarbeitung (Machine Vision) mit integrierter Entwicklungsumgebung (IDE), die weltweit zum Einsatz kommt. HALCON bietet eine außergewöhnliche Leistungsfähigkeit und umfangreiche Unterstützung von Multicore-Plattformen, MMX und SSE2 sowie GPU-Beschleunigung. HALCON deckt alle Industriezweige ab: Mit einer Bibliothek von mehr als 1600 Operatoren bietet HALCON Blob-Analyse, Morphologie, Matching, Vermessung, Identifikation, 3D-Vision und vieles mehr. HALCON sichert Investitionen durch die Kompatibilität zu einer Vielzahl an Betriebssystemen und durch Schnittstellen zu hunderten Industrie-Kameras und Framegrabbern, inklusive GenICam, GigE Vision und IIDC 1394.

2 konnte Bildverarbeitung nur auf Spezialhardware durchgeführt werden. Diese war sehr teuer, nur für den Bildverarbeitungsanteil einer Anwendung nutzbar, nicht flexibel und musste in der Regel von einem Zentralrechner gesteuert werden. Die dazugehörige Software war ganz auf die Hardware abgestimmt und konnte bei einem Wechsel der Hardwareplattform in der Regel nicht wieder verwendet werden. Bibliotheken für Bildverarbeitungssoftware, wie wir sie heute kennen, gab es nicht. Aus dem Round-Table Gespräch bei Framos im Sommer 2011: "Ich habe 1975 mein erstes Bildverarbeitungs-System verkauft", erzählte Wilhelm Stemmer, Gründer und Geschäftsführer von Stemmer Imaging. "Es beruhte auf einem 16-Bit-Computer der PDP-11-Baureihe von Digital Equipment, der gerade so durch eine Tür passte - solche Dinger hießen damals Minicomputer. Das System hatte ein 6-HE-Speichermodul mit 256 kbyte Kapazität. Die Bildverarbeitungs-Programme waren in Fortran geschrieben. Geliefert wurde das Ganze für etwa Mark an das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) in Stuttgart."

3 4 Heute haben selbst Smartphones eine größere Leistungsfähigkeit als die Bildverarbeitungshardware der ersten Generation. Selbst anspruchsvolle Aufgaben wie OCR lassen sich so auf handheld Geräten in Millisekunden durchführen.

4 5 Nach dem Moore schen Gesetz verdoppelt sich die Anzahl der Transistoren auf einem IC alle 18 bis 24 Monate. Und dieses Gesetz gilt im Wesentlichen seit dem es 1965 vom Intel-Gründer Gordon Moore aufgestellt wurde. Parallel zur erhöhten Leistungsfähigkeit sehen wir einen Preisrückgang der Hardware. Diesem glücklichen dualen Umstand sind viele neue Geschäftsmöglichkeiten für die Bildverarbeitung geschuldet.

5 6 Leistungsparameter der Standard-Softwarebibliothek HALCON Shape-based matching with a pattern of size 100 x 100 (the search area is the complete image with arbitrary rotation) Affine transformation (nearest neighbor) Dilation with a square of size 50 x 50 Erosion with a square of size 50 x 50 Fast threshold operation (for large objects) Subpixel precise threshold Feature calculation for 250 objects (blobs) (features: 'center of gravity' & 'number of pixels') Subpixel precise measuring of edge positions (search size 100 x 20) 21.1 / 2.3 ms 8.8 / 0.4 ms 0.7 / 0.09 ms 0.2 / 0.03 ms 1.0 / 0.09 ms 7.9 / 0.4 ms 0.3 / 0.04 ms 0.1 / 0.01 ms

6 7 Leistungsparameter der Standard-Softwarebibliothek HALCON Shape-based matching with a pattern of size 100 x 100 (the search area is the complete image with arbitrary rotation) Affine transformation (nearest neighbor) Dilation with a square of size 50 x 50 Erosion with a square of size 50 x 50 Fast threshold operation (for large objects) Subpixel precise threshold Feature calculation for 250 objects (blobs) (features: 'center of gravity' & 'number of pixels') Subpixel precise measuring of edge positions (search size 100 x 20) 21.1 / 2.3 ms 8.8 / 0.4 ms 0.7 / 0.09 ms 0.2 / 0.03 ms 1.0 / 0.09 ms 7.9 / 0.4 ms 0.3 / 0.04 ms 0.1 / 0.01 ms

7 8 Die Leistungssteigerung der Hardware (PC) erlaubt mittlerweile auch das Implementieren von rechenintensiven Verfahren wie dem lokal deformierbaren Matching oder dem oberflächenbasiertes Matching. Das wäre noch vor einigen Jahren nicht möglich gewesen. Damit erschließen sich dann auch wieder neue Anwendungen.

8 10 In früheren Jahren musste zum Verbinden von Bildverarbeitungskomponenten ein teils erheblicher Aufwand betrieben werden, der sich negativ auf der Kostenseite von Bildverarbeitungsprojekten niederschlug.

9 11 Gleichzeitig ist die Anzahl der Kamerahersteller in den letzten Jahren stetig gestiegen. Und damit auch die Anzahl der für eine Bildverarbeitungsaufgabe in Frage kommenden Kameras.

10 12 Dank Standards wie GigE Vision und GenICam ist das Evaluieren von Kameras im Hinblick auf die konkrete Aufgabenstellung heute kein Problem mehr.

11 13 MVTec bietet ein Maximum an Flexibilität bei der Auswahl von Bildeinzugsgeräten, um den Kunden bestmöglich beim Realisieren seiner Anwendung zu unterstützen. Die Softwareprodukte von MVTec stellen Schnittstellen zu Hunderten von Industriekameras, Framegrabbern sowie GenICam, GigEVision und IIDC 1394 konformen Geräten zur Verfügung. MVTec hat zu diesem Zweck ein Image Aquisition Partner Programm ins Leben gerufen, bei dem die Hersteller von Bildeinzugsgeräten in enger Kooperation mit MVTec den bestmöglichen Nutzen für den Kunden generieren. Hierzu zählt auch die technische Unterstützung bei Problemen mit Bildeinzugsgeräten. Die Anzahl von Partner spricht für den Erfolg dieses Programms.

12 14 Kundenanforderungen müssen schnell umgesetzt werden. Heute gelingt das nur mit Werkzeugen, die eine flexible und schnelle Umsetzung der jeweiligen Aufgabenstellung unterstützen.

13 15 Für Bildverarbeitungssoftware heißt das u.a., dass Entwicklungswerkzeuge zur Verfügung stehen müssen, die auf die Erfordernisse des Programmierers einer Bildverarbeitungslösung optimal abgestimmt sind. HDevelop ist ein gutes Beispiel einer zielgerichteten Unterstützung des Programmierers beim Erstellen von Prototypen sowie vollständigen Softwarelösungen in der Bildverarbeitung.

14 16 Die Verwendung von HDevelop erlaubt das schnelle Erstellen von Bildverarbeitungsprogrammen. Sobald eine Lösung erarbeitet wurde, lässt sich der HDevelop Quellcode in eine Zielsprache wie C++, C, C# oder Visual Basic wiederum als Quellcode exportieren, der dann einfach in die Anwendung integriert werden kann.

15 17 Es gibt Anwendungen in der Bildverarbeitung, die kompakte Bauweisen erfordern. Nicht immer ist dann der PC das Mittel der Wahl.

16 18 Deshalb ist eine Anforderung an heutige Standard-Software die Verfügbarkeit auf Nicht-PC Plattformen. HALCON ist z.b. auf verschiedenen TI-Plattformen verfügbar.

17 19 HALCON Embedded ist momentan für die Plattformen eneo SC Series, IMAGO VisionBox, Leutron Vision CheckSight, MATRIX VISION BlueLYNX-X, Photonfocus SM2-D , PHYTEC phycore-i.mx27, Sony XCI-SX1/V3 und SX100/V100, XIMEA CURRERA verfügbar. Natürlich ist es möglich, HALCON Embedded auch auf proprietären, kundenspezifischen Plattformen zu verwenden.

18 20 Heute wird von Bildverarbeitungssystemen verlangt, dass sie schnell und kostengünstig anpassbar sind; z.b. wenn sich das Prüfobjekt ändert. Komponenten der Bildverarbeitung werden um so benutzerfreundlicher wahrgenommen, umso einfacher diese Anpassungen durchführbar sind.

19 21 Standard-Software kann hier einen ganz entscheidenden Beitrag leisten; sofern diese erlaubt, den Programmrahmen schnell zu modifizieren ohne dabei Teile oder gar die gesamte Anwendung neu zu programmieren.

20 22 HDevelop & HDevEngine der smarte Weg HDevEngine die "HDevelop Engine" ist eine Bibliothek die als ein Interpreter fungiert und dem Kunden ermöglicht, direkt HDevelop Programme oder HDevelop Prozeduren in der C++, C# oder auch Visual Basic Anwendung auszuführen. Damit kann ganz gezielt nur der Bildverarbeitungsteil der Anwendung modifiziert werden ohne dass die Anwendung selber neu übersetzt oder kompiliert werden müsste.

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22 26 PC-Tablets eröffnen interessante Anwendungsfelder für die Bildverarbeitung. Zum Beispiel beim Unterstützen von Reparaturvorgängen oder einer elektronischen Bedieneranleitung. Kommen Sie an den Stand der MVTec Software GmbH und probieren Sie es selber aus!