Neuer Sensor vergleicht Bilder allein über die Farbe

Siemens-Forscher haben einen schnellen und robusten Bilderkennungssensor entwickelt, der seine Informationen allein aus der farblichen Zusammensetzung eines Bildes gewinnt. Damit gelingt es, auch komplexe Bilder in Sekundenbruchteilen zu unterscheiden. Der Sensor erkennt etwa, ob sich in einer Verpackung der richtige Inhalt befindet.

Bei der Bildanalyse mussten bislang große Datenmengen von ein bis zwei Megabyte verglichen werden. Nur teure Prozessoren können damit ausreichend schnell umgehen. Wie das Forschungsmagazin Pictures of the Future berichtet, reduziert der neue Farbflächensensor die Datenmenge durch clevere, in Hardware abgelegte Algorithmen auf weniger als vier Kilobyte, was eine extrem schnelle Auswertung der Bilder ermöglicht.

Der Sensor besteht aus einem Kamerachip mit 640 mal 480 Pixel – ähnlich dem CMOS-Chip in einer Handy-Kamera. Das System der Siemens-Entwickler aus Amberg erstellt nach einer Aufnahme eine Datenliste, in der nur das Farbspektrum und die Helligkeitsstufen des Bildes wiedergegeben sind. Diese Informationen kann man sich als dreidimensionale Wolke aus Punkten vorstellen. Jedes Bild ergibt so eine charakteristische Punktwolke, die vom System blitzschnell mit einer Referenzaufnahme verglichen wird.

Eine Anwendung ist die Kontrolle von Warenetiketten auf Förderbändern. Dafür muss der Sensor angelernt werden. Er bekommt die Etiketten, die er unterscheiden soll, mehrmals vorgeführt und merkt sich deren Farbzusammensetzung, wobei die räumliche Anordnung des Etiketts keine Rolle spielt. Der Benutzer muss nur grob die Bildschärfe einstellen; die Belichtung mit einem Blitz, Weißabgleich und Helligkeitskorrektur erfolgen automatisch. Im Prüfmodus unterscheidet der Sensor innerhalb von 30 Millisekunden zwischen „richtig“ und „falsch“ und zeigt das Ergebnis mit Lichtsignalen an. Denkbar wäre, dass der Sensor ein Laufband mit Getränkeflaschen von oben allein anhand der Farbe der Kronenkorken überprüft und so sicherstellt, dass nur eine Sorte in Kisten abgepackt wird.

Das System soll 2005 marktreif sein. Die Erkennungszeit ließe sich auf vermutlich zehn Millisekunden verringern. Dazu wollen die Siemens-Forscher Kamerachip und Bildverarbeitung, die bisher getrennte Bauteile sind, auf einem Chip vereinen.