Bildfolgenanalyse Bildanalyse und Bildfusion. Registrierung Segmentierung. Klassifikation. Bildrestauration

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1 Zentrum für Bild-und Image processing for quality control in food industry ZBS als Kooperationspartner für Bildverarbeitung und -Auswertung Bildfolgenanalyse Bildanalyse und Bildfusion Registrierung Segmentierung Klassifikation Bildrestauration

2 ZBS als Kooperationspartner für Bildverarbeitung und -Auswertung True-Color-Imaging Farbsensorik 2D- und 3D-Messen Systemtheorie/Bildverbesserung Anwendungsfälle: Ecological Agriculture, Forest & Food Industry These: An Systemtechnik, Bilddatenerfassung und Verarbeitungsalgorithmen werden zum Teil vergleichbare oder höhere Anforderungen gestellt als beim Einsatz der Bildverarbeitung in der Industrie und im Hochtechnologie-Bereich. Einige Gründe: z.t. nicht oder nur schwierig zu gestaltende Aufnahmebedingungen (Luft- und Satellitenbilder, landwirtschaftliche Maschinen), z.t. spezielle Anforderung an die Bestrahlung der Objekte (z.b. UV für Aflatoxine, NIR, IR, Radar), oft extrem hohe Durchsatzforderungen (viele Tonnen pro Stunde) bei kleinen Einzelobjekten (z.b. Korn und Ölfrüchte), z.t. komplizierte mechanische und physikalische Randbedingungen (Feldeinsatz, airborne Sensorik, Satelliten), extrem hohe Variabilität / Streubreite in den Merkmalen (Farbe, spektraler Reiz, Textur, Form) für Objekt- und Fehlerklassen bei oft starker Überlappung, oft sehr hohe Klassenzahl und oft extrem komplexe Form der Klassenbeschreibungsräume.

3 ZBS-Beispiel: Ecological Agriculture Satellitenbildauswertung Problemklassen: Überwachung, Messung, Bewertung, Statistik, Einsatzplanung Landnutzung (Flächenanteile, Fruchtfolge, Brachflächen, Versiegelung) Vegetationsphasen / Reifegrade (Einsatzplanung für Herbizide, Pestizide, Düngemittel mit minimalen negativen ökologischen Einflüssen / Erntezeitpunkt und Verlustminimierung) Bodenbewertung (Feuchtegrade, Bodenqualität, Erosion) Bildverbesserung Registrierung / Fusion 15 und mehr optische Kanäle (UV, VIS, IR, Radar) Multilevel-Segmentierung hierarchische Klassifikation hierarchische Fusion ZBS-Beispiel: Forest Problemklasse 1: Wie Agriculture + Holzmengenschätzung aus Radarrückstreuung, Waldschäden, Brände aus Satellitenbildern Problemklasse 2: Nutzholzinspektion hochempfindliche Farbmessung und klassifikation (Rot- und Blaufäule, mit ungeübtem Auge kaum zu erkennen, reduziert die Festigkeit und Haltbarkeit). Detektion heller Äste (Astfarbe wie Maserung) sehr hohe Geschwindigkeit / Durchsatz 0,5 0,4 Cold-Mirror-Korrektur 0,3 0,2 NIR 0,1 H L 0 Z ,1-0,2-0,3-0,4 Hot-Mirror-Korrektur R B Hot-Mirror-Korrektur Farbraumanpassung Kameramodifikation (Farbe, Tracheide-Kanal) Fäule, Äste und Flügelichkeit mit 5 m/s

4 ZBS--Beispiel ZBS Beispiel:: Food Industry 1 Probleme: Sortierung nach Qualität, Schadenserkennung und klassifikation, klassifikation, Giftstoffe, Insekten hohe Langzeitstabilität der spektralen Beleuchtungscharakteristik, spektrale Regelung der Lichtquelle, mehrkanalige Sensorik und Schätzung spektraler Reize Auswertung nach Größe, Form, Farbe, spektraler Leistungsdichte, Textur, gut Sortieren von Nüssen Faulstellen Faulstellen,, Schimmel (Aflatoxine Aflatoxine), ), Insektenstiche schlecht, Insektenstich (Problemfall) Rundumerfassung im freien Fall hoher Durchsatz, Durchsatz, Parallelverarbeitung,, 20 Kanäle Parallelverarbeitung schlecht ZBS--Beispiel ZBS Beispiel:: Food Industry 1 Probleme: Sortieren von Orangen / komplexe Form der Klassenbeschreibungsräume Sortieren nach Größe, Form, Struktur der Schale, Sortieren nach Reifegrad zum Degreening Detektion und Klassifikation von Fehlstellen (schwarzer und weißer Schimmel, Fäule, Druckstellen, mechanische Schäden)

5 ZBS-Beispiel: Food Industry Problem: Schätzung der Schlachtreife und Fleischanteile Kombination von Gewicht und Form neuronaler Klassifikationsansätz e zur Schätzung der Anteile von Schinken, Schulter und Muskelfleisch im Bauch Ecological Agriculture, Forest & Food Industry Zusammenfassung An Systemtechnik, Bilddatenerfassung und Verarbeitungsalgorithmen werden vergleichbare oder höhere Anforderungen gestellt als beim Einsatz der Bildverarbeitung in der Industrie und im Hochtechnologie-Bereich. Das Signalverarbeitung bietet seine Kompetenz bei der Entwicklung innovativer BV-Lösungen von Unternehmen oder die Mitarbeit in Verbund-Forschungsprojekten an. Besten Dank für die Aufmerksamkeit!