Quality Guide 2018

:: Bildverarbeitung
Trendthema Hyperspektral
Blick ins Apfelinnere
Bildverarbeitungssysteme finden nicht nur Fehler auf der Oberfläche. Hyperspektral-Kameras
machen auch das Innere von Objekten sichtbar – zum Beispiel von Schokoriegeln oder Obst.
Das Interesse an der Technologie wächst stetig an. Und künstliche Intelligenz könnte die
Einsatzmöglichkeiten noch erweitern.
Der Autor
Markus Strehlitz
Redaktion
Quality Engineering
Durch unterschiedliche Spektralbereiche wird die
chemische Struktur von Lebensmitteln sichtbar
Bild: Fraunhofer IPMS
Hyperspektral-Technik ist derzeit eines der großen
Trendthemen in der Bildverarbeitung. Die entsprechenden
Systeme machen Bilder von vielen beieinander
liegenden Wellenlängen. Während herkömmliche
RGB-Kameras lediglich die Farben
Rot, Grün und Blau abbilden, erlauben hyperspektrale
Kameras die Unterscheidung
von mehr als hundert Farben. Dadurch
lässt sich die chemische Struktur von Objekten
sichtbar machen.
„Die Hyperspektral-Technologie erkennt unterschiedliche
Molekülschwingungen und
kann anhand dieser verschiedene Materialien
identifizieren“, erklärt Manfred Pail, Mitbegründer
von Perception Park – einem Software-Anbieter,
der auf Hyperspektral-Technik
spezialisiert ist. Objekte hinterlassen
aufgrund ihrer chemischen Eigenschaften
quasi eine hyperspektrale Signatur, die mit
den Kameras aufgefangen wird.
Hyperspektral funktioniere mit großen
Molekülketten, so Pail. Und diese gibt es in
der Regel in organischen Stoffen. So kann die
Technologie besonders in der Lebensmittelindustrie
ihre Stärken ausspielen.
Fleisch, Fett und Knochen wiesen Unterschiede
in ihren molekularen Eigenschaften auf, die
man in einem Hyperspektral-Bild eindeutig erkennen
könne, erklärt Gion-Pitschen Gross, Produktmanager
bei Allied Vision. „Dies gilt auch für andere Materialien,
die im Realbild kaum Unterschiede aufweisen –
wie etwa für die fast identisch erscheinenden Lebensmittel
Zucker, Salz und Zitronensäure.“
Zudem lassen sich mit entsprechenden Systemen
auch Fremdkörper entdecken – zum Beispiel Plastikteile
in Schokoriegeln. „Anhand seiner chemischen Signatur
kann man den Kunststoff etwa ganz klar von Nüssen
unterscheiden“, so Pail.
Auch der Reifegrad wird erkannt
Immer dann, wenn die Verschiedenartigkeit von Objekten
von außen nur schwer zu erkennen ist, trumpft die
Hyperspektral-Technologie auf – etwa auch bei der Kartoffelverarbeitung:
Rein optisch lassen sich hier mitgelieferte
Steine nur schwer von Kartoffeln unterscheiden.
Außerdem ist in der Lebensmittelindustrie das Sortiergut
häufig einem Veränderungsprozess unterwor-
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