Das Unternehmen Specim war bisher vor allem für seine innovativen Hyperspektralkameras bekannt. Mit SpecimOne hat der finnische Hersteller nun eine Plattform für die hyperspektrale Bildverarbeitung vorgestellt, die Hardware und Software zu einer leistungsstarken Komplettlösung kombiniert.
Die hyperspektrale Bildverarbeitung (Hyperspectral Imaging, HSI) hat sich in den letzten Jahren zu einer der am stärksten boomenden Technologien der Branche entwickelt und bietet wirtschaftliche Lösungen in immer mehr Anwendungsbereichen. Der große und bisher unbefriedigte Bedarf an einfach zu bedienenden Plattformen für die hyperspektrale Bildverarbeitung war der Anstoß für Specim, das Portfolio um die neue leistungsstarke SpecimOne-Plattform zu erweitern. Mit dieser Plattform bündelt das Unternehmen das langjährige Know-how auf dem Gebiet der Hyperspektralkameras mit Software, die bisher vor allem intern verwendet wurde, und einer leistungsstarken Rechnereinheit. Durch diese Kombination stellt Specim Anwendern eine komplette Hyperspektrallösung zur Verfügung, die den Einsatz dieser Technologie wesentlich vereinfachen soll.
Die Sortierbranche ist der Hauptzielmarkt für SpecimOne. Diese Branche umfasst das Recycling und die Lebensmittelindustrie sowie viele andere Industriezweige, die sehr spezifische und strenge Anforderungen an die Geschwindigkeit und Leistung ihrer Sortierprozesse stellen. SpecimOne wurde entwickelt, um diese Anforderungen zu erfüllen und damit eine wettbewerbsfähige Plattform eines HSI-Marktführers bereitzustellen.
Abgestimmter Dreiklang
Die Basis der Plattform für die hyperspektrale Bildverarbeitung bilden die Industriekameras der FX-Serie
SpecimOne besteht aus drei wesentlichen und aufeinander abgestimmten Elementen: Den Kameras der FX-Familie, der Rechnereinheit SpecimCube und der Software SpecimInsight. Die Kameras der FX-Serie basieren wie alle Hyperspektralsysteme darauf, dass sie die chemische Zusammensetzung von Prüfobjekten über eine berührungslose, zerstörungsfreie optische Methode erkennen und klassifizieren können. Die FX-Modelle waren die ersten hyperspektralen Kameras, die speziell für den industriellen Einsatz entwickelt wurden und den hohen Anforderungen der Branche in Bezug auf Geschwindigkeit und Robustheit entsprachen.
Durch den engen Kontakt mit vielen Anwendern der FX-Kameras konnte Specim über die Jahre hinweg eine enorme Wissensbasis zur Auswertung von Hyperspektralaufnahmen mit Hilfe geeigneter Software aufbauen. Diese wertvollen Erfahrungen sind in die zweite Komponente von SpecimOne eingeflossen: SpecimInsight ist eine einfach bedienbare, Windows-basierte Software, mit der Anwender effektiv Klassifikationsmodelle der inspizierten Materialien erstellen können.
Der leistungsstarke Industriecomputer wurde speziell für die Anforderungen von Hyperspektralsystemen in der Industrie entwickelt
Die Verarbeitung der aufgenommenen hyperspektralen Bilddaten erfolgt über das dritte Element von SpecimOne, den leistungsstarken Industriecomputer SpecimCube, der speziell für die Anforderungen hyperspektraler Systeme in der Sortierbranche entwickelt wurde. Eine integrierte GPU-Komponente (Graphic Processing Unit), die für die Verarbeitung von Grafik- und Bilddaten optimiert ist, bietet eine hohe Rechenleistung auf dem neuesten Stand der Technik und ermöglicht die Auswertung der Kameradaten in Echtzeit.
Die Tatsache, dass alle drei Komponenten von SpecimOne von einem einzigen Hersteller entwickelt und hergestellt wurden, führt laut Jorma Axelsson, der als Produktmanager für die neue SpecimOne-Plattform verantwortlich ist, zu einem erheblichen Vorteil für Anwender: „Die Software SpecimInsight ist für die Kombination mit den FX-Kameras und der SpecimCube-Verarbeitungsplattform optimiert. Dies gilt sowohl für das Betriebssystem als auch für die Software zur Auswertung der Bilddaten. Auf diese Weise werden alle Anforderungen erfüllt, um maximalen Durchsatz sowie minimale Latenz und Jitter zu erreichen. Dieser genau abgestimmte Dreiklang schafft für Anwender die optimalen Voraussetzungen zur Realisierung echtzeitfähiger Inline-Applikationen.“
Kurzer Weg zur Applikation
Um eine Anwendung zu erstellen, benötigt der Benutzer zunächst Trainingsbilder. Auf dieser Basis werden mit der SpecimInsight-Software Klassifikatoren modelliert, um die Applikation nach den vorliegenden Anforderungen zu erstellen.
Die Software ist für die Kombination mit den FX-Kameras und der Verarbeitungsplattform optimiert
Sobald das finale Modell auf diese Weise validiert ist, wird es auf SpecimCube geladen und steht dann dort für den Echtzeitbetrieb in der Anlage zur Verfügung. Im eigentlichen Betrieb empfängt die Rechenplattform SpecimCube die Daten der FX-Kameras und berechnet mit Hilfe der SpecimInsight-Software und auf Basis des vorher erstellten Modells die Ergebnisse. Diese gibt SpecimCube an die nachfolgenden Systeme der Anlage z.B. ein angeschlossenes Bildverarbeitungssystem oder die Sortierlogik einer Maschine weiter, um erkannte fehlerhafte Teile auszusortieren.
Falls sich die Notwendigkeit ergibt, das System anzupassen oder zu optimieren, ist dies einfach möglich. Der Anwender muss das existierende Modell lediglich in SpecimInsight modifizieren und das neue Modell wieder auf SpecimCube laden, und schon ist die Anpassung vollzogen. Zudem besteht die Möglichkeit, mehrere Modelle auf die Rechenplattform zu laden und auf einfache Weise schnell zwischen ihnen umzuschalten, z.B. bei einem Wechsel der Prüfobjekte. Für Anwender von SpecimOne ist es somit einfach, Modelle zur Erkennung von Objekten zu erstellen und zu modifizieren, um das hyperspektrale Prüfsystem anschließend Inline in Betrieb zu nehmen.
Breites Einsatzfeld
SpecimOne wurde speziell für die Anforderungen von Maschinenbauern entwickelt, die in der Recycling-, der Kunststoff- und der Lebensmittelindustrie arbeiten. Der Einsatz des Systems ist jedoch nicht auf diese Branchen beschränkt, unterstreicht Alexsson: „Das Motto von Specim lautet „Spectral imaging made easy“. Mit SpecimOne erreichen wir genau dieses Ziel. In einer Vielzahl von Industriezweigen weltweit wird unsere neue Plattform Sortierprozesse revolutionieren, die auf hyperspektraler Bildverarbeitung basieren.“ „Wir sind zuversichtlich, dass SpecimOne die Anforderungen des Marktes für industrielle Sortierprozesse erfüllen wird, um Lösungen in diesem Segment schneller, preiswerter und zugänglicher zu machen als je zuvor“, ergänzt Tapio Kallonen, CEO von Specim.
Quelle: Specim
