Leitfaden zur hyperspektralen Bildverarbeitung

Die Anwendung spektroskopischer Methoden ist eine relativ junge Disziplin der Bildverarbeitung. Dieser auch als Hyperspectral Imaging (HSI) oder bildgebende Spektroskopie bezeichneten Technik wird jedoch für die Zukunft enormes Potenzial zugeschrieben. HSI unterscheidet sich von klassischen Methoden der Bildverarbeitung vor allem dadurch, dass pro Objektpixel anstelle eines Monochrom- oder Farbwerts ein komplettes Spektrogramm des entsprechenden Punkts der beobachteten Szene aufgenommen und ausgewertet wird. Im Resultat wird die zweidimensionale Abbildung also um die spektrale Dimension erweitert, indem spektroskopische Informationen ortsaufgelöst mit hoher Geschwindigkeit erfasst werden. Damit eröffnen sich für den Einsatz von Bildverarbeitung neue Anwendungsfelder, die aus technologischen oder wirtschaftlichen Gründen heute noch nicht besetzt sind.

Die Fraunhofer-Allianz Vision aus Fürth hat den 19. Band ihrer Leitfaden-Reihe herausgegeben. Der Leitfaden zur hyperspektralen Bildverarbeitung kann für 37,45 Euro beim Büro der Fraunhofer-Allianz Vision, im Fraunhofer Vision-Webshop unter shop.vision.fraunhofer.de oder im Buchhandel erworben werden. Die 96 Seiten starke Publikationen gibt einen praxisorientierten Überblick über die hyperspektrale Bildverarbeitung und zeigt anhand von Beispielanwendungen das Potenzial dieser Technologie auf.

Im Leitfaden zur hyperspektralen Bildverarbeitung werden zunächst Grundlagen der Spektroskopie vorgestellt und anschliessend Methoden der hyperspektralen Bildaufnahme (Detektoren, Kameras, Beleuchtung usw.) behandelt. Der Abschnitt Bildverarbeitung gibt einen Überblick über Aspekte der Aufbereitung von Hyperspektraldaten, Datenreduktion und Chemometrie und stellt mögliche Klassifikationsmethoden vor. Den Abschluss bildet ein praktischer Teil, in dem mehrere Anwendungen in für HSI typischen Einsatzbereichen wie Nahrungsmittel, Rohstoffe (Mineralien, Glas oder Holz), Recycling, Medizin oder Life Science vorgestellt werden.