Automatische Sichtprüfung: Grundlagen, Methoden und Praxis der Bildgewinnung und Bildauswertung - Hardcover

Über die Autorin bzw. den Autor

Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Beyerer studierte von 1984–1989 Elektrotechnik an der Universität Karlsruhe (TH) (heute KIT). Er hat mit einer Arbeit zur Texturanalyse, einem Gebiet Bildverarbeitung, 1994 am Institut für Mess- und Regelungstechnik der Universität Karlsruhe (TH) bei Prof. Franz Mesch promoviert. Für seine Dissertation erhielt er 1995 den Deutschen Messtechnikpreis des AHMT. Im Jahr 1999 habilitierte er sich an der Fakultät für Maschinenbau der Universität Karlsruhe (TH) auf dem Gebiet Messtechnik. Ab 1999 baute er für das mittelständisches Maschinenbauunternehmen Hottinger Maschinenbau GmbH in Mannheim eine Tochterfirma auf, die für den Einsatz der Automatischen Sichtprüfung im industriellen Umfeld innovative Systeme entwickelte. Seit 2004 ist Prof. Beyerer Leiter des Fraunhofer-Instituts für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB, eines Schwerpunktinstituts der Fraunhofer-Gesellschaft zum Thema Bildauswertung mit Hauptsitz in Karlsruhe. Ebenfalls seit 2004 hat er den Lehrstuhl für Interaktive Echtzeitsysteme (Vision and Fusion Lab) am Institut für Anthropomatik und Robotik an der Fakultät für Informatik am Karlsruher Institut für Technologie KIT inne, an dem intensiv zu Fragen der Bildgewinnung und -auswertung geforscht wird.
Prof. Dr.-Ing. Fernando Puente León (†2020) studierte Elektrotechnik an der Universität Karlsruhe (TH). Nach seiner Promotion auf dem Gebiet der Bildauswertung übernahm er am Institut für Mess- und Regelungstechnik der Universität Karlsruhe die Leitung der Forschungsgruppe „Automatische Sichtprüfung und Bildverarbeitung“. Ab 2001 war er bei der Firma DS2 im Bereich der Signalverarbeitung als Gruppenleiter tätig. Zum April 2003 wurde er auf die Professur für Verteilte Messsysteme an der TU München berufen, wo er das Fachgebiet „Automatische Sichtprüfung und Bildauswertung“ in Forschung und Lehre vertrat. Seit Oktober 2008 leitete er das Institut für Industrielle Informationstechnik (IIIT) am KIT. Er war Mitglied des wissenschaftlichen Beirats der Fraunhofer-Allianz Vision und der AMA sowie der Fachzeitschriften Information Fusion, Metrology & Measurement Systems und Transactions on Systems, Signals and Devices.
Dr.-Ing. Christian Frese hat sich bereits während seines Studiums der Informatik intensiv mit dem Thema Bildverarbeitung beschäftigt. Als Doktorand am Karlsruher Institut für Technologie erhielt er Einblick in Forschung und Lehre zur automatischen Sichtprüfung, Bildverarbeitung und -auswertung. Seit 2012 ist er wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Gruppe Autonome Robotersysteme am Fraunhofer IOSB. Dort ist er in verschiedenen Forschungsprojekten tätig und betreut außerdem regelmäßig Studierende der Informatik und der Ingenieurwissenschaften. Seine Forschungsschwerpunkte sind Bahnplanung, Sensordatenverarbeitung und Stereobildauswertung.

Dr.-Ing. Johannes Meyer schloss 2014 sein Masterstudium der Informatik am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ab. Im Jahr 2018 wurde er am KIT zum Dr.-Ing. promoviert. Für seine Doktorarbeit wurde er mit dem Young Professional Award 2019 der European Machine Vision Association ausgezeichnet. Von 2019 bis 2021 war er als Lead Engineer für Computer Vision innerhalb der Bosch-Gruppe tätig. Seit 2021 ist Herr Meyer Leiter der Forschungsgruppe Variable Bildgewinnung und
-verarbeitung (VBV) am Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB und hält am Karlsruher Institut für Technologie eine Vorlesung zum Thema Computational Imaging im Lehrauftrag.

Von der hinteren Coverseite

Das Lehrbuch behandelt systematisch die Bildgewinnung für die automatische Sichtprüfung. Die Autoren leiten die wesentlichen Methoden detailliert ab und stellen alle gängigen Bildgewinnungsverfahren in einem strukturierten Zusammenhang dar.

Der zweite Teil des Buches ist der Bildsignalbeschreibung und der Bildauswertung gewidmet, wobei insbesondere Methoden behandelt werden, die für die automatische Sichtprüfung relevant sind, inklusive moderner Methoden basierend auf neuronalen Faltungsnetzen.

Die Autoren skizzieren die Herleitung der beschriebenen Methoden, ohne sich in mathematischen Details zu verlieren. Ihr Ziel ist, dass der Leser die Zusammenhänge wirklich versteht und das "große Bild" des Fachgebietes erkennt. Das Buch ist in sich geschlossen und bedarf zum Verständnis keiner ergänzenden Literatur. 

Die 3. Auflage wurde an vielen Stellen verbessert und unter anderem durch die detaillierte Einführung von neuronalen Faltungsnetzen auf den aktuellen Stand der Technik aktualisiert.

Der Inhalt 

Teil I: Bildgewinnung - Licht - Optische Abbildung - Radiometrie - Farbe - Sensoren zur Bildgewinnung - Bildaufnahmeverfahren - Teil II: Bildauswertung - Bildsignale - Neuronale Faltungsnetzwerke - Vorverarbeitung und Bildverbesserung - Bildrestauration - Segmentierung - Morphologische Bildverarbeitung - Texturanalyse - Detektion - Multiskalenanalyse

Die Zielgruppen

Das Buch eignet sich für Studierende der Informatik, Elektro- und Informationstechnik, der Physik und des Maschinenbaus. Ebenso wendet es sich an Ingenieure in der Automatisierungstechnik.

Die Autoren

Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Beyerer leitet in Personalunion den Lehrstuhl für Interaktive Echtzeitsysteme am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und das Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB).

Prof. Dr.-Ing. Fernando Puente León (†2020) lehrte und forschte zuletzt am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und leitete dort das Institut für Industrielle Informationstechnik (IIIT).

Dr.-Ing. Christian Frese ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB).

Dr.-Ing. Johannes Meyer ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB) und leitet dort die Forschungsgruppe Variable Bildgewinnung und -verarbeitung (VBV).