Effizienzsteigerung durch Simulation
Wesentliche Fortschritte in der Flexibilisierung und anforderungsspezifischen Funktionsanpassung von Bildverarbeitungssystemen werden durch die zunehmende Verfügbarkeit digitaler Modelle erzielt. Simulation mittels Modellbildung wird in Zukunft zumindest teilweise aufwendige Teststellungen ersetzen und als Planungswerkzeug einen festen Platz im Entwurfs- und Optimierungsprozess von Bildverarbeitungslösungen einnehmen. Hier besteht großer Forschungsbedarf in der Entwicklung von Methoden und Verfahren zur virtuellen Prüfplanung, Systemauslegung und zur realitätsnahen Simulation von Bildverarbeitungsaufgaben. Darüber hinaus können Simulationstechniken die Datenbasis liefern, um Bildverarbeitungssysteme, auch ohne realen Aufbau, unter reproduzierbaren Bedingungen systematisch zu erproben, funktionell abzusichern und hinsichtlich ihrer Systemleistung objektiv zu vergleichen. Weitere Perspektiven eröffnen sich, wenn es künftig gelingt, nicht nur die Planung von Prüfungen und die Systemauslegung durch Experimente an einem Modell zu realisieren, sondern auch die Bilder selbst sensorrealistisch zu simulieren, die der Systementwurf von einer realen Szene erzeugen würde. So könnte unbegrenzt Ausgangsmaterial für die Bildverarbeitung zu beliebigen Aufgabenstellungen generiert werden. Auf diese Weise werden Szenarien und Anwendungen realisierbar, die aufgrund ihrer Komplexität bislang nicht beherrscht oder wirtschaftlich nicht bewältigt werden konnten.
Neue Technologien und Anwendungsbereiche
Mit Röntgencomputertomographie kann das Wachstum von Pflanzen analyisert werden. (Bild: Fraunhofer IIS)
Für die Bildverarbeitung besteht somit die Chance, in neue Kundenbranchen und Marktsegmente vorzudringen, die in der Vergangenheit nicht adressiert werden konnten. Ein wesentlicher Zukunftstrend sind Bildverarbeitungssysteme zur Materialcharakterisierung. Technologische Grundlage hierfür sind multispektrale Sensoren, die über den sichtbaren Bereich des Spektrums hinaus in der Regel auch weitere Spektralbereiche der elektromagnetischen Strahlung nutzen, um Bilddaten zu erfassen. Solche Systeme lassen sich etwa bei der Rohstoffgewinnung, der Herstellung neuartiger Materialien, in der chemischen und pharmazeutischen Industrie, in der Medizintechnik oder für das Recycling einsetzen. Auch der Agrarsektor wird in diesem Zusammenhang künftig von den Fortschritten in der Bildverarbeitung profitieren. Weitere neue Anwendungspotenziale bestehen im Einsatz von Bildverarbeitungssystemen, die den Menschen und seine Handlungen beobachten können. Die technologischen Grundlagen für solche Systeme werden durch günstige Kamerasysteme, durch Sensorsysteme zur 3D-Erfassung des Raums und durch verbesserte Verfahren und Algorithmen zur Bildauswertung gebildet. Mögliche Anwendungsbereiche reichen vom industriellen Sektor als Hauptmarkt, beispielsweise für die Mensch-Maschine-Interaktion, über intelligente Verkehrs- und Sicherheitssysteme zur Abwendung von Gefahren bis hin zur Gesundheitsfürsorge und Pflege. Gerade in diesem Umfeld spielt die gesellschaftliche Akzeptanz von Bildverarbeitungssystemen eine entscheidende Rolle. Künftig notwendig sind daher günstige Systemlösungen, die strengen Kriterien etwa bezüglich einfacher Bedienung, Zuverlässigkeit und insbesondere hinsichtlich Datensicherheit genügen.
