Pictures of the Future    Herbst 2006

"Taschendiebe anhand ihrer Bewegungsmuster erkennen"

Interview mit Norbert Bauer

Für welche Anwendungen spielt die digitale Bildverarbeitung heute eine entscheidende Rolle?

Bauer: Das weltweit führende Einsatzgebiet ist die Automobiltechnik, von der Qualitätssicherung bis zu Fahrerassistenzsystemen. Von dort kommen immer neue Anfragen nach besseren und intelligenteren Lösungen, wie etwa Kameras, die am Augenlidschlag des Fahrers sehen, ob er müde wird, um dann ein Rütteln am Lenkrad oder einen anderen Alarm auszulösen. Mehr und mehr Bedarf gibt es auch in der Nahrungsmittelindustrie, etwa nach Inspektionssystemen, die automatisch Verunreinigungen in Lebensmitteln entdecken oder Verpackungen auf Dichtigkeit prüfen. Zudem entwickelt sich ein enormes Potenzial im Bereich der Sicherheit. So messen etwa Sensoren Raumluft und Temperatur oder filmen Szenen in brennenden Gebäuden und senden diese Daten auf ein Display im Helm des Feuerwehrmanns. Auch gibt es zahlreiche Fortschritte bei der biometrischen Gesichtserkennung – sie gilt inzwischen als zuverlässige Identifizierungsmethode.

Welche Ziele verfolgt die Fraunhofer Allianz Vision?

Bauer: Die Allianz entstand vor zehn Jahren, um zwischen Fraunhofer-Instituten Synergien zu schaffen. Wir wollten vermeiden, dass die einen nicht wissen, was die anderen tun und haben die fachlichen Kompetenzen von 13 Instituten bei der Bildverarbeitung aufeinander abgestimmt. Seitdem gibt es keine Doppelentwicklungen mehr, die Wissenschaftler arbeiten mit gemeinsamen Entwicklungsmodulen und treten industriellen Partnern wie Siemens gegenüber einheitlich auf. Da bei der Bildverarbeitung ein hohes Maß an interdisziplinärem Know-how notwendig ist, hat sich die Allianz als erfolgreiches Instrument bewährt. Wir bringen die richtigen Leute zur richtigen Aufgabe.

Welche technischen Trends sehen Sie bei der automatischen Bildverarbeitung?

Bauer: Der Trend bewegt sich in Richtung 3D-Sehen, Texturanalysen, Hochgeschwindigkeitskameras, Farberkennung und Thermographie. Die Bildverarbeitung ist heute dank guter Rechnerleistungen auf relativ preiswerter Hardware realisierbar. Das führt dazu, dass die Erkennungsleistungen immer präziser und aussagekräftiger werden. So reicht ein Laptop, um komplexe Luft- und Satellitenbildaufnahmen mit Hilfe eines maschinellen Assistenten auszuwerten. Mit der Wärmefluss-Thermographie lassen sich Windräder oder Gasturbinenschaufeln auf verborgene Schwachstellen untersuchen. Große Chancen sehe ich auch für Überwachungssysteme. Die automatische Bildanalyse lässt sich soweit verfeinern, dass man künftig Taschendiebe in großen Menschenmengen anhand ihrer Bewegungsmuster ausmachen kann.

Was wird künftig technisch möglich sein?

Bauer: Zur Zeit verkörpern Fußballroboter am besten, was in Zukunft kommen wird. Sie interpretieren Szenen, vermessen genau die Abstände und stimmen sich untereinander ab – das alles passiert sehr schnell und fast fehlerfrei. Bei der Verarbeitungsgeschwindigkeit und der Analyse komplexer Szenen wird sich aber noch einiges tun; auch im Hinblick auf die kameragestützten Assistenzsysteme im Auto.

Wo wird die Bildverarbeitung in zehn Jahren stehen?

Bauer: Bei der Datenverarbeitung, der Erkennungs-Software und dem optischen Auflösungsvermögen rechne ich mit den meisten Innovationen. Ein Beispiel: die Photo-Misch-Detektoren (Photonic-Mixer-Devices) beim 3D-Sehen. Das sind Sensoren, die durch den Vergleich von gesendetem und reflektiertem Lichtstrahl Entfernungen sehr schnell schätzen können. Weitere Impulse werden von selbstlernenden Algorithmen ausgehen, die nicht nur einzelne Bildpunkte, sondern auch Zusammenhänge beschreiben können. Leider gibt es heute auf diesem Gebiet noch zu wenige Forscher. Zudem kommen neue Anwendungsfelder dazu, wie die Beobachtung großer Menschenansammlungen oder die Analyse von Bewegungsmustern oder Mimiken und daraus ableitbarer Stimmungen. Die Personenidentifikation durch dreidimensionale Erfassung von Gesichts- und Körpermerkmalen wird an Bedeutung gewinnen, ebenso die Luftraum-, Grenz- und Verkehrsüberwachung.

Gibt es noch ungelöste Problemfelder?

Bauer: In Details, ja. Personen verändern sich: Dem einen fehlt plötzlich die Haartolle und ein anderer hat sich nicht rasiert – eine schwierige Aufgabe für ein technisches System, das mit Referenzbildern und Mustervergleich arbeitet. Dasselbe gilt für Farbbilder in schnell rotierenden Druckmaschinen. Da geht es um Millisekunden, in denen die Bildkamera entscheiden muss, ob die Farbstrukturen den Qualitätsvorgaben entsprechen. Heute stoßen solche Anwendungen noch an Grenzen, morgen kann das schon Realität sein.

                                                                                      Interview: Andreas Beuthner