Vision 2005. Bernhard Frei Vision 2005 Firmenüberblick Gegründet: Beschäftigte: Historie:...
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Vision 2005
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Bernhard FreiVision 2005
Firmenüberblick
Gegründet:
Beschäftigte:
Historie:
Geplanter Umsatz im GJ 2005/ 2006:
Dezember 2004
25 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
Chromasens wurde als MBO gegründet(Océ Document Technologies GmbH)
5 Mio Euro (2005)
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Bernhard FreiVision 2005
Einsatz unserer Produkte bei in
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Bernhard FreiVision 2005
Weshalb Zeilenkameras ?• Erreichbare Auflösung
>20000 x … Pixel
• Kontinuierliche Erfassungbei Onlineverarbeitung keine Lücken
• Linearität/Defektpixelpixelbezogene Korrektur möglich
• Einfachere BeleuchtungstechnikLinienbeleuchtung statt Flächenbeleuchtung
• Objektbewegungen sind kompensierbar Belichtungszeit mit 60 10^6 Pixel/s und 2048 Pixel/Zeile ca. 35 usec/Zeile
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Bernhard FreiVision 2005
Weshalb Zeilenkameras ?
Deckungsgleiche Farben beim trilinearen Sensor ergeben präzise Farbaussagen auch anKanten
Farben werden durch richtungs-abhängige Interpolation ermittelt
Durch Synchronisation auf den Transport kann auch mit variablen Geschwindigkeiten gearbeitet werden
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Bernhard FreiVision 2005
Resümee
Stabile Prozessparameter und hohe Auflösung beim Scanvorgang ergeben sichere Entscheidungen bei der maschinellen Bildverarbeitung
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Bernhard FreiVision 2005
Prinzipschaltung von Kamera und Bildverarbeitung
CCD CDS mit Offsetregelung
Analog/Digital-wandlung+ x
PixelbezogeneShading- und Offsetkorrektur
Farbinterpolationmit regulärem 3d-
Stützgitter
16 Bit Prozessorzur Weißwert-regelung
Schnittstellen-anpassung
Firewire
GeometrischeTransformationen
Camera Link
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Bernhard FreiVision 2005
Menü der Regelparameter
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Bernhard FreiVision 2005
Wie stabil kann diese Kamera sein ?
?
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Bernhard FreiVision 2005
Änderung der Strahlungsverteilung Sλeiner Leuchtstoffröhre über 5 Monate
Zeit 1 Eh = 1Monat
Spektrum 380 - 730 nm
10
20
301
2
3
4
5
6
0
1
2
10
20
30
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Bernhard FreiVision 2005
Simulation der Weissregelung
Welche Aufgaben sind zu lösen ? Festlegung des Farbumfangs der geprüft werden soll Berechnen der resultierenden RGB-Werte der Farbflächen
der i Farb- felder des Referenzbeleges für die verschiedenen Alterungszustände der Beleuchtung.
Bestimmen der spektralen Empfindlichkeiten für die Farbkanäle des Sensors
Abbildung des gerätespezifischen Scannerfarbraums in CIELAB Normfarbraum und bestimmen von dE
DRi = KR àlsr HlLri HlLS HlL â l
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Bernhard FreiVision 2005
Berechnung der spektralen Empfindlichkeitnach IEC 61966-8
5 10 15 20 25 30 35
2
4
6
8Spektrale Empfindlichkeiten
Standardabweichung dE - >0.273
Standardabweichung dE - >0.273
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 121314151617181920212223242526 27282930313233343536
2
4
6
8
Spektrale Empfindlichkeiten SHlLquantisiert in 10 nm Schritten
DRi =âk=1
nsRk rikDRi = KRà
lsR HlL ri HlL â l
Der Simplex-Algorithmus findet ein Minimum für den Term c.x unter Berücksichtigung der Nebenbedingungen m.x >= b und x >= 0x1 r11+ x2 r12+ ...+xn r1 n - Fehleri = DRi
âi=1
nFehleri =Min
âi=1
nFehleri = Min
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Bernhard FreiVision 2005
dE zum Startzeitpunkt
Grün < =3
3 < Gelb < 8
Rot > 8
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Bernhard FreiVision 2005
Nach einem Monat ...
Grün < =33 < Gelb < 8Rot > 8
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Bernhard FreiVision 2005
Nach zwei Monaten ...
T = 3
Grün < =33 < Gelb < 8Rot > 8
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Bernhard FreiVision 2005
Nach drei Monaten ...
Grün < =33 < Gelb < 8Rot > 8
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Bernhard FreiVision 2005
Nach vier Monaten ...
Grün < =33 < Gelb < 8Rot > 8
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Bernhard FreiVision 2005
dE nach fünf Monaten
Grün < =33 < Gelb < 8Rot > 8
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Bernhard FreiVision 2005
Spektrum 380 - 730 nm
10
20
301
2
3
4
5
6
0
1
2
10
20
30
Änderung der Strahlungsverteilung Sλeiner Leuchtstoffröhre über 5 Monate
Zeit 1 Eh = 1Monat
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Bernhard FreiVision 2005
dE zum Startzeitpunkt
Grün < =3
3 < Gelb < 8
Rot > 8
Weißfeld der Regelung
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Bernhard FreiVision 2005
dE nach 5 Monaten Betriebszeit
Weißfeld der Regelung
Grün < =3
3 < Gelb < 8
Rot > 8
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Bernhard FreiVision 2005
dE nach fünf Monaten im Vergleich
Mit Regelung
Ohne Regelung
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Bernhard FreiVision 2005
Vergleich dE als Histogramme
1.079261.4634110.8695
2.5 5 7.5 10 12.5 15
50
100
150
200
2.5 5 7.5 10 12.5 15
50
100
150
200
2.5 5 7.5 10 12.5 15
25
50
75
100
125
150
175
5 10 15 20 25 30 35
5
10
15
20
25
5 10 15 20 25 30 35
5
10
15
20
25
30
5 10 15 20 25 30 35
5
10
15
20
25
2.5 5 7.5 10 12.5 15
50
100
150
200
2.5 5 7.5 10 12.5 15
50
100
150
200
2.5 5 7.5 10 12.5 15
50
100
150
200
2.5 5 7.5 10 12.5 15
50
100
150
200
2.5 5 7.5 10 12.5 15
50
100
150
200
2.5 5 7.5 10 12.5 15
50
100
150
200
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Bernhard FreiVision 2005
Prinzipschaltung von Kamera und Bildverarbeitung
CCD CDS mit Offsetregelung
Analog/Digital-wandlung+ x
PixelbezogeneShading- und Offsetkorrektur
Farbinterpolationmit regulärem 3d-
Stützgitter
16 Bit Prozessorzur Weißwert-regelung
Schnittstellen-anpassung
Firewire
GeometrischeTransformationen
Camera Link
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Bernhard FreiVision 2005
Online vom gerätespezifischen Farbraum in einen Normfarbraum
?
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Bernhard FreiVision 2005
1. Lutherbedingung kann von den Sensoren nicht erfüllt werden
2. Beleuchtung ist nicht normgerecht
ICC-Profile INTERNATIONAL COLOR CONSORTIUM
ISO 15076
Warum Anpassung des Farbraumes?
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Bernhard FreiVision 2005
KamerainterneCMM
Farbtransformation über 3D-Lut
FPGA-Implementierung der trilinearen Interpolation für kleine dE
(42 Multiplikationen und 42 Additionen pro Ausgangspixel)
Skalierbar in Genauigkeit und Geschwindigkeit
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Bernhard FreiVision 2005
Vom Referenzscan zur Onlinekorrektur
ICC kompatibles Profilierungsprogramm
ICC-Profil
chromasens HSI-Format
Umsetzung im FPGA
The Color Matchíng Machine
(CMM)
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Bernhard FreiVision 2005
Prinzipschaltung von Kamera und Bildverarbeitung
CCD CDS mit Offsetregelung
Analog/Digital-wandlung+ x
PixelbezogeneShading- und Offsetkorrektur
Farbinterpolationmit regulärem 3d-
Stützgitter
16 Bit Prozessorzur Weißwert-regelung
Schnittstellen-anpassung
Firewire
GeometrischeTransformationen
Camera Link
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Bernhard FreiVision 2005
Das Rechenwerk 1
Korrektur der LinsenfehlerStufenlose Interpolation/ReduktionSchärfekorrektur
werden in einem Schritt im FPGAals Faltungsoperation ausgeführt
=>stabiles numerisches Verhalten
=>definierter Durchsatz
ZBT – SRAM
ZBT – SRAM
ZBT – SRAM
Daten von der Vorverarbeitung
Definition der Korrekturparameter mit
Mathematica / Matlab
chromasens HSI-Format
Zur Farbraumkonvertierung
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Bernhard FreiVision 2005
Das Rechenwerk 2
Nn
ndynbigy
Mm
mdxmbigxmqxnqyqpxzyzzp
0,*
0,*,,
Eine zum Patent angemeldete Implementierung im FPGA ermöglicht einen optimalen Kompromiss zwischen Größe des Filtermaske und des Durchsatzes bei gegebenen Hardwareressourcen.
Dieses Verhältnis kann für verschiedene Betriebsarten ohne Umprogrammierung geändert werden
Formulierung der Interpolation als Faltungsoperation:
Damit können hochwertige Algorithmen wie die Lanzcos-Interpolation eingesetzt werden.
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Bernhard FreiVision 2005
Das Geschäftsziel
Geschäftsziel:
Schwerpunkt:
Chromasens konzipiert, entwickelt und liefertBildaufnahme – und Bildverarbeitungssysteme, die zur Erfassung, Analyse und Reproduktion der jeweiligen Vorlagen geeignet sind.
Der technische Fokus liegt dabei auf hochwertigen und mehrkanaligen Kamera- und Verarbeitungssystemen
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Bernhard FreiVision 2005
Die Kooperationspartner
• BMBF / AiF, University Magdeburg • University Chemnitz
• Deutsches Forschungszentrumfür künstliche IntelligenzDFKI Kaiserslautern
• Sensovation AG
Produkt-/ Lösungsangebot:
Dienstleistungen:
Forschungsprojekte:
Service: