CVS HyperInspect ist ein modulares, hyperspektrales Bildverarbeitungssystem, das die Analyse chemischer Materialeigenschaften im industriellen Umfeld ermöglicht. Chemical Colour Imaging (CCI) macht die Molekülstruktur von Materialien sichtbar und stellt sie in
einem Ergebnisbild durch unterschiedliche Farben dar. Alle Systeme sind vorkonfiguriert und kalibriert und lassen sich schnell in eine Vielzahl von Anwendungen integrieren.
Sind die Blätter echt? Oder doch aus Papier? Oder aus Plastik? Die optischen Unterschiede sind oft gering und für Bildverarbeitungssysteme schwierig zu erkennen - sofern sie nicht mit Chemical Colour Imaging (CCI) arbeiten: Mit der Hyperspectral Imaging-Technologie lässt sich die wahre Beschaffenheit von Objekten ganz leicht erkennen.
So funktioniert hyperspektrale Bildverarbeitung
Beispiel für ein Hyperspektral-System von STEMMER IMAGING mit Kamera, Beleuchtung, Optik und Bilderfassungskarten sowie Bildverarbeitungsrechner. Auf dem Bildschirm ist die Hyperspektralaufnahme eines Testobjekts erkennbar.
Beispiel für ein CCI-System mit Kamera, Spektrograph, Opitik und Beleuchtung sowie dem Testobjekt.
Kamera, Spektrograph und Optik eines CCI-Systems in der Detailansicht.
Hyperspektralaufnahme einer menschlichen Hand macht die Blutgefäße sichtbar.
Mithilfe von CCI lassen sich die Fett- und Knochenanteile deutlich voneinander unterscheiden - hier am Beispiel von Hühnerfleisch.
In diesem Vortrag auf dem UK Vision Technology Forum 2016 - das von STEMMER IMAGING und der European Imaging Academy ausgerichtet wurde - erklärt Markus Burgstaller von Perception Park wie Chemical Colour Imaging (CCI) mit hyperspektralen Bildverarbeitungssystemen in industriellen Anwendungen eingesetzt werden kann.
Vortrag beim Technologieforum Bildverarbeitung 17./18.10.2017 in Unterschleißheim (Deutschland)
Referent: Lukas Daum, Perception Park GmbH
Die Vibrationsspektroskopie basiert auf dem Prinzip, dass Moleküle verschiedene Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums in unterschiedlichem Grad absorbieren, reflektieren oder passieren lassen. Hyperspektralkameras messen dies und liefern pro Ortspunkt ein Spektrum als chemischen Fingerabdruck des Materials.
Die chemische Information aus Hyperspektraldaten ist mit herkömmlichen Vision Systemen nicht nutzbar, da Hyperspektraldaten aufwendige Verarbeitungsschritte basierend auf chemometrischen Verfahren erfordern. Perception Park beschreibt in dieser Präsentation wie hyperspektrale Kameratechnologie und Bildverarbeitung optimal in Applikationen eingesetzt werden kann.
Chemical-Colour-Imaging-Methoden transformieren Hyperspektraldaten in Bild-Streams, welche spektroskopische und chemische Eigenschaften (Features) repräsentieren. Diese Streams lassen sich vom Anwender konfigurieren, um gewünschte chemische Eigenschaften darzustellen und werden über Schnittstellen wie GigE Vision an Bildverarbeitungssysteme verteilt.
Hyperspektralkameras werden so, ohne zusätzlichen Entwicklungsaufwand, für Vision Systeme einsetzbar. So werden Objekte basierend auf ihren chemischen Eigenschaften differenziert. Anwendungsgebiete: Recycling, Lebensmittelsicherheit, Qualitätskontrolle (z.B. Pharma, Food, Packaging, Farbmessung etc.).
Vortrag beim Technologieforum Bildverarbeitung 17./18.10.2017 in Unterschleißheim (Deutschland)
Referent: Lars Fermum, STEMMER IMAGING
Der Vortrag beschäftigt sich mit den Grundlagen und Technologien zur farblichen Unterscheidung von Objekten. Ausgehend von einfachen Farberkennungen mit konventionellen Farbkameras und Auswertungen im RGB-Farbraum, werden die Vorzüge anderer Methoden, wie der HSV-Farbraum oder die spektrale Quantifizierung im CIE XYZ-Farbraum vorgestellt.
Wie nimmt der Mensch Farben und Helligkeiten wahr und was ist Farbmetamerie? Welche Erkennungsmöglichkeiten bieten RBG-Farbkameras, Multi- und Hyperspektrale Bildverarbeitungssysteme? Was lässt sich im sichtbaren, was im infraroten Wellenlängenbereich inspizieren und detektieren? Der Vortrag beschäftigt sich ebenso mit den chemisch-physikalischen Effekten, die zur Auswertung genutzt werden.
Gründe für den Einsatz von CVS HyperInspect
CVS HyperInspect bietet Ihnen eine umfassende Palette aller Komponenten, die Sie für die Lösung Ihrer Anwendung benötigen. Kernelement ist ein Softwarepaket von Perception Park, das über eine intuitive und individuell konfigurierbare grafische Oberfläche verfügt und keinerlei chemometrisches Fachwissen erfordert.
Die intuitive Softwarelösung spart Ihnen Zeit und Geld für die Entwicklung eigenen Wissens. Sie bleiben unabhängig von externen Forschungsinstituten, da Sie für die Entwicklung Ihrer Anwendungslösung nicht auf das Fachwissen Dritter zurückgreifen müssen.
Durch unsere jahrelange Erfahrung als Partner namhafter Unternehmen aus der Industrie kennen wir die Anforderungen unserer Kunden sehr genau und stellen so schon bei der Auslegung der Systeme sicher, dass diese erfüllt werden.
Dazu zählt unter anderem, dass unsere CVS HyperInspect-Systeme die bewährten, standardisierten Schnittstellen GigE Vision und CameraLink verwenden. Softwareseitig werden die Daten der Hyperspektralanalyse gezielt reduziert, um nur die interpretierbaren chemischen Eigenschaften zu extrahieren.
Sie erhalten ein System, das die Anforderungen moderner Industriefertigung erfüllt und dank standardisierter Kommunikationsprotokolle schnell und einfach in bestehende Anlagen integriert werden
kann. Darüber hinaus sparen Sie Kosten für den Aufbau einer komplexen Rechnerarchitektur.
Hardwarekomponenten
STEMMER IMAGING bietet Ihnen modular aufgebaute, individuell anpassbare Komplettsysteme bestehend aus:
- Spektrograph
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Bildverarbeitungskamera
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Optik
- Beleuchtung
- PC mit Standardschnittstelle (GigE Vision oder CameraLink)
- Weitere sinnvolle Komponenten zur Erweiterung Ihres Systems wie Bilderfassungskarten oder Reflexions- und Kalibrier-Targets
Softwarekomponenten
Durch den Einsatz der Software "Perception Studio" sind keine Spezialkenntnisse in der Spektroskopie erforderlich. Die innovative Software schließt die Lücke zu Anwendungen, die mit herkömmlicher Farbbildverarbeitung ohne den Einsatz von Experten nicht hätten gelöst werden können.
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Modulares Konzept mit der grafischen Benutzeroberfläche der Software "Perception Studio" als Kernkomponente für die Visualisierung.
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Perfekt geeignet für die Verwendung mit Common Vision Blox (STEMMER IMAGING) und Sherlock (Teledyne DALSA), kompatibel mit VisionPro, Halcon, NI Vision, MIL und Coake.
Produkteigenschaften
Kompatible Systemoptionen (alle vorkonfiguriert und kalibriert):
- SWIR-Kameras wie Allied Vision GoldEye
- Spektralkameras aus der Specim-FX-Serie
- SWIR-Optiken aus der Kowa-HC-SW-Serie
- Specim-Spektrograph N17E
- Perception Studio Software Basiskomponenten mit Runtime-Lizenz
- Auflösung: 640 oder 320 px
- Spektralbereich: 400 bis 1000 nm und 900 bis 1700 nm
Anwendungsbeispiele
Lebensmittelindustrie: Abgrenzung von Fleisch, Fett und Knochen
Die Hyperspektralanalyse erlaubt eine klare Unterscheidung von Substanzen. Beispielsweise weisen bei Geflügel Knochen und Fleisch oft nur geringe farbliche Unterschiede auf. Mit Hilfe der Hyperspektralanalyse lassen sich Fleisch-, Fett- und Knochenanteile zuverlässig klassifizieren, was das Zerlegen der Fleischstücke erheblich erleichtert.
Recycling: Sortenreine Wertstofftrennung
Durch die Hyperspektralanalyse können die Materialeigenschaften von Objekten unabhängig von ihrem optischen Erscheinungsbild klar und eindeutig unterschieden werden. Das hilft, eine wesentlich einfachere und gleichzeitig genauere sortenreine Wertstofftrennung zu erzielen.
Pharmazeutische Industrie: 100%-Qualitätskontrolle
Die 100%-Kontrolle von Arzneistoffen in Medikamenten ist durch den Einsatz hyperspektraler Systeme direkt in der Produktionslinie möglich. Dadurch können vollständige Kontrollen in der laufenden Produktion ohne Verzögerungen in der Produktionsgeschwindigkeit durchgeführt werden.
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