Optische Messtechnik und Qualitätsprüfung in der Keramik

Modulares ZBS - Weiterbildungsprogramm
„Industrielle Bildverarbeitung für die Automatisierung und Qualitätssicherung“
Modul 1  Lichttechnik / Beleuchtungstechnik
 Licht- und strahlungstechnische Grundlagen (spektrale und integrale
Strahlungsgrößen, lichttechnische Grundgrößen, lichttechnische
Stoffkennzahlen und Wirkungsgrade, Lichtberechnung)
 Licht- und Strahlungsmessung (Lichtstrom, Beleuchtungsstärke,
Leuchtdichte, Lichtstärke, Stoffkennzahlen, spektrale Strahlungsmessung)
 Lampen (Prinzipien der Lichterzeugung, Gasentladungs- und
Festkörperstrahler, Lampenarten und Eigenschaften)
 Lichtmodellierung (Leuchten, Scheinwerfer, Lichtgeräte)
 Beleuchtungstechnik (Beleuchtungssysteme, Dimensionierung von
Anlagen)
PD Dr.-Ing. habil. K.-H. Franke
A_u_W 1
Modulares ZBS - Weiterbildungsprogramm
„Industrielle Bildverarbeitung für die Automatisierung und Qualitätssicherung“
Modul 2  Technische Optik / Optische Abbildung
 Grundlagen der optischen Abbildung (Reale und ideale optische Abbildung, paraxiales Gebiet,
grafische Abbildungsregeln und Abbildungsformeln, Blenden und Strahlengang, Abbildungsfehler:
Grundlagen und Systematik, Wellenoptische Effekte, physikalische Grenzauflösung
 Praktische Aspekte der optischen Abbildung (Brennweite, Abbildungsmaßstab und Vergrößerung im Vergleich, Relative Öffnung, Blendenzahl, Tiefenschärfe, Perspektive, Bewertung der
Abbildungsgüte (Verzeichnung, MTF), Integration von Beleuchtungs- und Abbildungsoptik)
Optische Elemente und Systeme (Einzellinsen,
Achromate, Kameraobjektive (endozentrisch,
telezentrisch), Planoptik (Reflexionsprismen, Strahlteiler, Farb- und Pol-Filter), Auswahl und Modifikation
optischer Komponenten (Beispiele), Moderne Gerätelösungen (z. B. Autofokus, Videoprojektor))
Optikmodellierung („lens design“), Bewertungsfunktion, Zweck und Ablauf der Optikmodellierung,
Demonstration von Beispielen mit ZEMAX
PD Dr.-Ing. habil. K.-H. Franke
A_u_W 2
Modulares ZBS - Weiterbildungsprogramm
„Industrielle Bildverarbeitung für die Automatisierung und Qualitätssicherung“
Modul 3  Systemtechnik der Bildverarbeitung
 Systemtheoretische Grundlagen
 Bildsensortechnik
 Eigenschaften unterschiedlicher Sensoren (Farbe, Schwarz-Weiß)
 C-MOS Sensoren
 Aspekte der Bildsensorauswahl
 Kameratechnik
 Baugruppen
 Schnittstellen
 Zeilen- und Matrix-Kameras
 Bilddatenübertragung
 Framegrabber
 andere Schnittstellen
 Bilddatenverarbeitung
 Intelligente Kameras
 Parallelverarbeitung
 Verarbeitung in Hardware
 Entwurf von BV-Systemen (von der Problemstellung zum System)
PD Dr.-Ing. habil. K.-H. Franke
y
x
A_u_W 3
Modulares ZBS - Weiterbildungsprogramm
„Industrielle Bildverarbeitung für die Automatisierung und Qualitätssicherung“
Modul 4  Grundlagen der Bildverarbeitung und Mustererkennung
 Bildrepräsentationen, Bildtransformationen
(Pyramiden, Fourier, Wavelets, . . . )
 Geometrische Bildtransformationen, Resampling
 Statistik, homogene und inhomogene
Punktoperationen
 Lineare / nichtlineare lokale Operationen,
z.B. adaptive Filter, Diffusionsfilter
gradient (L2-norm)
 Morphologische Operatoren
 Kantenverstärkung und Kantenextraktion
 Segmentierung und Merkmalextraktion
 Klassifikation und lernende Systeme
 Praktische Übungen mit dem VIP-Toolkit
Laplacian of
Gaussian
Empfänger
Ie 
dAE

I
Quelle0 dASt e

PD Dr.-Ing. habil. K.-H. Franke
Wide lateral filtering
in frequency domain
4
4
H BB, 2 x
H BB, x
4
H BB, 4 x
wafer
inspection
co-occurence
aliasing
quality inspection system
g B
1
/2
Hough transformation
A_u_W 4
Modulares ZBS - Weiterbildungsprogramm
„Industrielle Bildverarbeitung für die Automatisierung und Qualitätssicherung“
Modul 5  Farbe, Farbräume, Farbmessung,
printer
gammut
Farbbildverarbeitung
 Physiologische und psychologische Grundlagen der
Farbwahrnehmung
 Spektralwertmetrik
 Farbräume und Farbtafeln
 Farbmessung, Farbkalibrierung,
Colormanagement
 Besonderheiten der Farbbildverarbeitung
 multidimensionale Statistik und
Punktoperationen auf Vektorfeldern
 lineare und nichtlineare lokale Operationen
 Vektorgradient und Approximationen
 Bildinhaltsanalyse (Custerung und Segmentierung auf multidimensionalen Daten)
 Praktische Übung mit dem Visual Image
Processing Toolkit (VIP) der ZBS
wafer
inspection
PD Dr.-Ing. habil. K.-H. Franke
color
sensor
CIE Lab
Quelle: MAZeT
Firmenprospekt
optimal
color body
v‘
diapositive
film in x-ycolor table
cluster in
color space
food inspection
u‘
A_u_W 5
Modulares ZBS - Weiterbildungsprogramm
„Industrielle Bildverarbeitung für die Automatisierung und Qualitätssicherung“
Modul 6  Optische 3D- Datenerfassung und - verarbeitung
 Übersicht zu 3D-Messverfahren
encoded
light
 Übersicht über 3D-Scanner
 Aktives und passives Stereo
 mathematische Methoden,
Constraints (epipolar etc.)
 strukturierte Beleuchtung
 Kalibrierung
 Disparitätsanalyse
 Aufgaben und Methoden der Verarbeitung von 3D-Punktwolken
 Messen im 3D-Bild
 Anwendungsbeispiele (Qualitätssicherung, Rapid- Prototyping)
Z
K
w
ZK
X
w
X
K
point clouds
rendered
point
clouds
1600x1200 Pixel
X-ray computer tomography
Y
3D
calibration
white light interferometry
•
• • •
50 nm
PD Dr.-Ing. habil. K.-H. Franke
•
• •
2 Mio. Pixel
••
A_u_W 6
Yw
Modulares ZBS - Weiterbildungsprogramm
„Industrielle Bildverarbeitung für die Automatisierung und Qualitätssicherung“
 Beispiel für praktische Übungen mit dem ZBS VIP-Toolkit: Verkehrsfluss-Steuerung
PD Dr.-Ing. habil. K.-H. Franke
A_u_W 7