Xerox Zukunftsprojekte, Teil 1: Hyperspektrales Imaging

Wie im einleitenden Beitrag zu unserer kleinen Serie beschrieben, glauben viele Menschen noch, dass sich Xerox ausschließlich mit Druckern oder Kopierern beschäftigt. Dass Xerox für weit mehr steht, zeigt eines unserer Forschungsgebiete, an dem aktuell im Palo Alto Research Center gearbeitet wird und welches wir Ihnen in diesem Beitrag kurz vorstellen wollen: hyperspektrales Imaging.

Hinter dem Begriff steckt eine Technologie, welche in der Lage ist, die Bildverarbeitung, wie wir sie heute kennen, in nahezu jeder Hinsicht zu revolutionieren. Zum besseren Verständnis dessen ist es allerdings notwendig, ein wenig auszuholen:

Im Laufe der letzten Jahrzehnte hat sich die Imaging-Technologie, oder auf gut Deutsch die elektronische Bildverarbeitung, in großen Schüben weiterentwickelt. Aus den ursprünglichen S/W Kameras, mit denen beispielsweise defekte Produkte durch die Analyse von Kontrastunterschieden identifiziert und aussortiert werden konnten, haben sich nach und nach hochpräzise Farbkameras entwickelt, die minimalste Farbabweichungen erkennen können und heute Sichtprüfungen auf einem völlig neuen Level ermöglichen. Allerdings beschränkt sich diese Analyse im Wesentlichen immer noch auf Oberflächen und statische Objekte. Hat man es mit sich verändernden Objekten zu tun, die sich zudem durch heterogene molekulare Strukturen auszeichnen, stoßen solche Systeme an ihre Grenzen.

Hyperspektrales Imaging wird das grundlegend ändern, indem es möglich wird, das gesamte optische Spektrum eines jeden einzelnen Bildpunktes zu erfassen. Diese Bildverarbeitungssysteme der nächsten Generation vermögen das, indem sie die spektrale Signatur aller chemischen Eigenschaften von Objekten analysieren und in Echtzeit bewerten.

Was bis jetzt noch abstrakt klingt, wird vielleicht in zwei Beispielen deutlicher: In der Lebensmittelbranche ist es ausgesprochen wichtig, den Reifegrad von Früchten oder Gemüsen beurteilen zu können, um etwa den Verkaufsprozess zu optimieren. Hyperspektrales Imaging ist in der Lage, das dynamische, sich ständig verändernde System „Frucht“ vollständig zu erfassen und zu interpretieren, was bislang nicht möglich war. An einer völlig anderen Anwendung wird zurzeit im PARC ebenfalls mit Hochdruck gearbeitet: Durch die Umkehrung des Funktionsprinzips von Flüssigkristalldisplays wird dabei hyperspektrale Information auf eine Flüssigkristallschicht programmiert, die etwa so dick wie ein menschliches Haar ist. Dadurch kann sie überall dort integriert werden, wo derzeit Bildsensoren eingesetzt werden, zum Beispiel in Smartphones. Und damit werden künftig Details sichtbar, von denen wir heute nur träumen können.

Die Einsatzbandbreite der neuen Technologie ist also enorm – nur eines sollte man, siehe unser Einleitungspost, damit besser nicht tun: nämlich 100 Leute fragen, was sie mit hyperspektralem Imaging verbinden …

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