Wie lässt sich Qualität, beispielsweise in der Produktion, in der Baubranche oder der Holzwirtschaft, zuverlässig sichern, wenn Bildverarbeitung zunehmend auf maschinellem Lernen basiert? Mit dieser Frage beschäftigte sich das 94. Heidelberger Bildverarbeitungsforum „Qualitätssicherung mit Bildverarbeitung“, das am 3. November an der TU Ilmenau stattfand. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie Vertreterinnen und Vertreter aus der Praxis diskutierten aktuelle Entwicklungen, Herausforderungen und Perspektiven an der Schnittstelle von Bildverarbeitung, Künstlicher Intelligenz und Qualitätssicherung.
Ob in der Produktion, der Nahrungsgüter, Holz- oder Bauwirtschaft oder in der Medizin- und Sicherheitstechnik: Sensorik und Bildverarbeitung sind in vielen Bereichen ein wesentlicher Bestandteil der Qualitätssicherung. Kamerasysteme können Bauteile prüfen, Fehler erkennen oder Produktionsprozesse überwachen. Durch den zunehmenden Einsatz maschinellen Lernens eröffnen sich dabei neue Möglichkeiten: Systeme können aus Daten lernen und auch komplexe Muster erkennen, die sich nur schwer über klassische Prüfregeln abbilden lassen.
Gleichzeitig entstehen dadurch neue Anforderungen. Denn wenn Entscheidungen eines Bildverarbeitungssystems auf gelernten Modellen beruhen, muss auch deren Zuverlässigkeit überprüfbar sein. Fragen nach der Verfügbarkeit und Qualität der Trainingsdaten, der Robustheit der Modelle und der Nachvollziehbarkeit von Ergebnissen gewinnen damit an Bedeutung.
„Darüber hinaus müssen sich Prüfentscheidungen auditieren lassen. Das stellt uns vor regulatorische und normative Anforderungen“, so der Gastgeber des Bildverarbeitungsforums, Prof. Gunther Notni, Leiter des Fachgebiets Qualitätssicherung und Industrielle Bildverarbeitung an der TU Ilmenau und Mitglied des Direktoriums des Fraunhofer IOF Jena.
Insgesamt entscheiden robuste, vertrauenswürdige und skalierbare Systeme sowie eine einfache Bedienbarkeit darüber, ob sich bildgestützte Qualitätsprüfung künftig erfolgreich einsetzen lässt.
Rund 70 Forschende und Praxispartner, darunter Vortragende der Robert Bosch GmbH, Opto GmbH, der Ilmenauer TechnoTeam Bildverarbeitung GmbH, des Fraunhofer IPA und der Hochschule Darmstadt, beschäftigten sich daher beim 94. Heidelberger Bildverarbeitungsforum nicht nur mit neuen Beleuchtungs- und Aufnahmetechniken wie der 3D-Vermessung transparenter Objekte mit Wärmemusterprojektion. Sie beleuchteten auch neue Auswertungsmethoden und die Frage, wo und wie KI-Methoden robuste Systemlösungen und Prozessoptimierungen ermöglichen und wo dies noch nicht möglich ist.
Prof. Gunther Notni sieht darin eine zentrale Herausforderung für die zukünftige Entwicklung der Bildverarbeitung in der Qualitätssicherung:
In unserem Fachgebiet konzentrieren wir uns dabei besonders darauf, Methoden zur Datenaugmentierung, mit denen sich Trainingsdaten erzeugen lassen, und robuste Systemlösungen mithilfe multimodaler Bildaufnahmetechniken zu entwickeln.
Über das Heidelberger Bildverarbeitungsforum
Die Veranstaltungsreihe ist eine Initiative des Heidelberg Collaboratory for Image Processing (HCI) der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg unter wissenschaftlicher Leitung von Prof. Bernd Jähne, organisiert von der AEON Imaging GmbH & Co. KG. Es dient der Weiterbildung, dem fachlichen Austausch und der Vernetzung zwischen Forschung und Industrie. Dabei greift es jeweils ein Fachthema heraus, das von Expertinnen und Experten auf dem Gebiet verständlich vorgetragen wird.