Die industrielle Bildverarbeitungstechnik hat ihre Zukunft noch vor sich »Erst 10 Prozent aller Anwendungen sind erschlossen«

Zum 30-jährigen Jubiläum des Bildverarbeitungstechnik-Distributors Framos saßen Experten aus der Branche in der Pullacher Zentrale des Unternehmens am runden Tisch beisammen und diskutierten sowohl über die »alten Zeiten« als auch über Gegenwart und Zukunft der industriellen Bildverarbeitung. Die Markt&Technik-Redaktion war exklusiv dabei und erfuhr Erstaunliches, aber auch zum Schmunzeln Anregendes.

»Ich habe 1975 mein erstes Bildverarbeitungs-System verkauft«, erzählte Wilhelm Stemmer, Gründer und Geschäftsführer von Stemmer Imaging. »Es beruhte auf einem 16-Bit-Computer der PDP-11-Baureihe von Digital Equipment, der gerade so durch eine Tür passte - solche Dinger hießen damals Minicomputer. Das System hatte ein 6-HE-Speichermodul mit 256 kByte Kapazität. Die Bildverarbeitungs-Programme waren in Fortran geschrieben. Geliefert wurde das Ganze für etwa 180.000 Mark an das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) in Stuttgart.«

256 kByte Speicherkapazität - was aus heutiger Sicht geradezu lächerlich anmutet, war gemessen am damaligen Stand der Technik viel. Für professionelle Bildverarbeitungs-Anwendungen war die Kapazität aber dennoch sehr knapp bemessen: »Der Speicher war der Flaschenhals schlechthin«, erläuterte Stemmer. »Es gab damals schon Mustererkennungs-Funktionen, aber es mangelte einfach an Speicherkapazität. Angesichts dessen ist es erstaunlich, dass das System beim Fraunhofer-IPA bis in die frühen 80-er Jahre im Einsatz war - ich habe es dann wieder zurückbekommen. Heute steht es bei uns im Museum.«

So richtig los ging es mit der industriellen Bildverarbeitungstechnik nach dem Aufkommen des IBM-PCs 1981. »Man nahm damals die PCs, die es von der Stange gab, obwohl sie eigentlich gar nicht für die Industrie gedacht waren«, verdeutlichte Stemmer. »In dieser Zeit kamen auch die ersten Framegrabber auf.« 1992 erstellte das zwischenzeitlich gegründete Unternehmen Stemmer Imaging dann ein kundenspezifisches System zur optischen Kontrolle von Dachziegeln: »Es handelte sich dabei um einen VMEbus-Aufbau mit Pipeline-Prozessoren«, führte Stemmer aus. »Die PC-Prozessoren waren noch zu langsam für diese schnelle und komplexe Real-Time-Anwendung. Der Auftragswert betrug etwa 1,5 Millionen Mark.«

Mit dem rasanten Fortschritt der PC-Technik in den 90er-Jahren entschärfte sich nicht nur das Prozessor-, sondern auch das Speicherproblem: »Anders als in früheren Zeiten ist die Speicherkapazität heutzutage überhaupt kein Thema mehr«, betonte Prof. Dr. Klaus Bobey von der Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst Hildesheim/Holzminden/Göttingen (HAWK).

Von einem ärgerlichen Erlebnis aus der Frühphase der industriellen Bildverarbeitung berichtete Bernd Franz, Gründer und heute Chairman von Framos: »Nach langen Jahren der technischen Beratung bekamen wir etwa 1990 unseren ersten großen Auftrag zur Lieferung von CCD-Bildsensoren«, sagte er. »Der Auftrag wurde aber plötzlich storniert, und wir blieben erstmal auf den Produkten sitzen - das waren noch recht unsichere Zeiten.« Bobey reagierte darauf mit einem Lob: »Hochachtung für den Mut, Anfang der 80er Jahre Herzblut in die digitale Bildverarbeitung zu stecken!«

Entwickelt wurde die für die Bildverarbeitung wichtige CCD-Bildsensortechnik bereits in den 70-er Jahren. In die professionelle (und auch die Consumer-) Bildverarbeitung hielt sie aber erst im Laufe der 80-er Jahre Einzug. »1985 stellte Sony seinen ersten Camcorder mit CCD-Bildsensor vor, den ‚Handycam CCD-M8E’, und 1989 folgte das Modell ‚Handycam CCD-TR55«, betonte Gerd Häberle, General Manager Sales bei Sony Europe. Dr. Reimar Lenz, CEO von CCD Videometrie, hatte dazu eine Anekdote parat: »Wir bauten 1989 unsere ersten professionellen Digitalkameras«, sagte er. »Die CCD-Sensoren waren seinerzeit aber als Einzelbauelemente noch überaus teuer. Zumindest in Deutschland war es damals billiger, Sony-Camcorder auszuschlachten und die darin verbauten CCDs des Typs ICX 018 auszubauen, als die Sensoren einzeln zu kaufen.«

Generell hatte die digitale Kameratechnik Anfang der 90-er Jahre einen großen Einfluss auf die Entwicklung der Bildverarbeitung. Eingesetzt wurden professionelle Digitalkameras damals hauptsächlich für Sicherheits-Anwendungen und Mikroskopie. In den Jahren danach verbreiteten sich die Digitalkameras zunehmend in der Consumer-Fotografie, was die Preise fallen ließ und die digitale Bildverarbeitungstechnik für immer mehr industrielle Anwendungen interessant machte.

Dr. Andreas Franz, Sohn von Bernd Franz und heutiger CEO von Framos, brachte die Konsequenz daraus auf den Punkt: »Die industrielle Bildverarbeitung hängt am Tropf des Consumer-Marktes.« Patrick Schwarzkopf, Leiter der VDMA-Fachabteilung Industrielle Bildverarbeitung, führte den Gedanken fort: »Die industrielle Bildverarbeitung macht sich Consumer-Techniken zunutze, wenn sie selbst nicht die ’kritische Masse’ hat, eigene Standards zu setzen, abgesehen von Framegrabbern, Software und bestimmten Hochleistungs-Schnittstellen. Andererseits wandert technisches Wissen aus der industriellen Bildverarbeitung auch in die Consumer-Welt.« Dr. Karl-Heinz Besch, Entwicklungsleiter Siplace Vision Systeme bei ASM Assembly Systems, erwartet, dass die industrielle Bildverarbeitung auch künftig auf Standards aus dem Consumer-Markt zurückgreifen wird: »Weil die Nutzung von FireWire im Consumer-Bereich abnimmt, geht sie auch in der industriellen Bildverarbeitung zurück.«

Die vergangenen zehn Jahre waren laut Besch hauptsächlich von einer Standardisierung in vielen verschiedenen Bereichen sowie von schnelleren Schnittstellen geprägt: »Zu nennen sind hier vor allem GigE für die mittleren Bandbreiten und der EMVA-1288-Standard zur Charakterisierung von Kameras und Bildsensoren. Hauptsächlich dem EMVA-1288-Standard haben wir es zu verdanken, dass die Kameras heutzutage - anders als noch vor zehn Jahren - so gut wie nicht mehr unter Kinderkrankheiten leiden.«