Grundlagen der Bildverarbeitung

Nutzen Sie unser umfangreiches Glossar rund um das Thema Bildverarbeitung. Neben den Grundlagen finden Sie an dieser Stelle auch Erklärungen zu vielen wesentlichen technische Begriffen und Eigenschaften. So gelingt Ihnen der Einstieg in komplexe Themen wie beispielsweise 3D-Bildverarbeitung oder Sie erfahren mehr zu etablierten Standards wie CameraLink, GigE Vision oder GenICam.

Bildverarbeitungssystem

Der Begriff Bildverarbeitungssystem beschreibt eine komplette Bildverarbeitungslösung und wird hauptsächlich in der Industrie-Automatisierung und in der Inspektion verwendet.

Beleuchtungen

Die Auswahl und Konfiguration der optimalen Beleuchtung ist ausschlaggebend für die Qualität der Bildaufnahme. Der Qualitäts- bzw. Informationsverlust durch eine unzureichende Beleuchtung erschwert die Bildauswertung maßgeblich oder macht sie unmöglich. Nicht im Bild vorhandene Informationen können auch durch die Auswertealgorithmik nicht wiedergewonnen werden.

Optiken

Damit eine Kamera ein Bild von einem Objekt aufnehmen kann, wird ein Objektiv benötigt. Durch das Linsensystem des Objektivs entsteht das Bild durch die vom Objekt reflektierten bzw. emittierten Lichtstrahlen in der Bildebene. Dort kommen CCD- oder CMOS-Sensoren zum Einsatz.

Kameras

Die applikationsspezifische Auswahl einer Kamera erfolgt maßgeblich aufgrund von drei Eigenschaften. Dies sind der Sensor der Kamera, die Eigenschaften der Kamera (sogenannte Kamera-Features) sowie die Schnittstellentechnologie bzw. die Bildübertragung.

Kabel

Zum Anschluss einer Kamera an ein Bildverarbeitungssystem oder zur Datenübertragung sind mindestens ein, oft aber auch mehrere Kabel notwendig.

Bilderfassung

In den letzten Jahren gab es, insbesondere durch die schrittweise Integration von verschiedenen PC-Technologien, einige Neuerungen in der Bilderfassungstechnik.

Bildverarbeitungsrechner

Die Auswahl der besten Komponenten ist für die Leistung und Langzeitstabilität bei einem Bildverarbeitungssystem besonders wichtig, da ein System typischerweise große Datenmengen, hauptsächlich Kamerabilder, in schneller Folge verarbeiten muss.

Bildverarbeitungssoftware

Die Grundlage jeder Bildverarbeitungssoftware ist die Aufnahme, Übertragung, Bearbeitung und Weiterverarbeitung von Pixeldaten einer Kamera. Was dabei mit diesen Bildern geschieht, reicht von der einfachen Archivierung auf einem Speichermedium bis zur Verwendung in einer komplexen Mustererkennungs- Anwendung.

2D-Kalibrierung

Obwohl es nicht für alle Anwendungen ausschlaggebend ist, kann es in einigen Fällen essentiell sein, das Bildverarbeitungssystem zu kalibrieren, z.B. wenn Entscheidungen getroffen werden müssen, die auf Messungen mit echten Werten aufsetzen, wie beispielsweise dann wenn Roboter gesteuert werden sollen.