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BASICSEine erfolgreiche Synergie aus Optik, Elektronik und InformatikGrundlagen der BildverarbeitungVon Prof. Dr. Burkhard NeumannIn über zwei Jahrzehnten hat sichdie industrielle Bildverarbeitung alsein wichtiges Feld der Informatiketabliert. Aus vielen Anwendungslösungenist sie nicht mehr wegzudenken.Sie bietet beispielsweiseLösungen für eine vollständigeautomatische Oberflächenprüfungoder zur Objekterkennung und-identifikation in komplexen Umgebungen.Der nachfolgende Beitragliefert eine allgemeine Einführungzu diesem zukunftsträchtigenThema.Professor Burkhard Neumann mit zwei Studenten bei einem optischen Versuchsaufbau zur Innenmessungeiner Gewindebohrung.Die Bildverarbeitung (BV) ist ein Spezialgebietder Informatik. Nach Angabennamhafter Industrieverbände, wie beispielsweisedem VDMA, weist die Brancheüberdurchschnittliches Wachstum auf,insbesondere im Bereich der Automatisierungstechnikund bei Qualitätssicherungsaufgaben.Mit der Methode der Bildverarbeitungwerden wichtige bildhafte Informationenaus Röntgenbildern, Ultraschallbildern,Satellitenfotos etc. gewonnen(s. Kasten Einsatzmöglichkeiten S. 14).Einsatzes hat die BV den Charakter einerQuerschnittstechnologie, die daher invielen Bereichen Eingang gefunden hat.Ihre ökonomische Bedeutung spiegeltsich in zahlreichen Begriffen wider. EinigeBeispiele:● Erhöhen der Prüfsicherheit (oft ist eine100-Prozent-Kontrolle möglich)● Senken der Fertigungskosten● Verbessern der Konkurrenzsituation● Entlasten des Prüfpersonals von anstrengenderund monotoner ArbeitDie BildverarbeitungsketteDie Bildverarbeitung setzt sich aus einerReihe von typischen Verarbeitungsschrittenzusammen, die wir uns in Form einer Ketteveranschaulichen (Abb. 1). Die Bilderfassungist der erste wichtige Schritt der BV.Neben der Umwandlung der optischenBilder in elektronisch verarbeitbare Signalebeinhaltet er auch die Objektbeleuchtung.Die Vorverarbeitung wird bereits im Rechnerdurchgeführt und beinhaltet Verarbei- QuerschnittstechnologieDer Begriff Bildverarbeitung fasst vieleVerfahrensschritte zusammen: bildhaftesErfassen von Objekten, automatischesBearbeiten der Bilder und Gewinnengrafischer Informationen. Ihre Ergebnissedienen als Basis, um Entscheidungen fällenzu können. Aufgrund ihres universellenAbb. 1: Typische Verarbeitungsschritte der digitalen Bildverarbeitung.14 optolines No. 4 | 4. Quartal 2004