Cuvis AI
CUVIS AI erweitert CUVIS um praktische Anwendungen und zeigt das Potenzial der hyperspektralen Bildgebung in Kombination mit maschinellem Lernen auf.
Entdecke die Möglichkeiten
CUVIS AI erweckt hyperspektrale Bildgebung mit praktischen Anwendungen in verschiedenen Branchen zum Leben. Von der Sicherstellung der Produktqualität auf Förderbändern bis zur Überwachung der Vegetationsgesundheit aus der Luft zeigen diese realen Anwendungsfälle die transformative Kraft der hyperspektralen Bildgebung in Kombination mit maschinellem Lernen. Die folgenden Beispielge zeigen, wie CUVIS AI komplexe Herausforderungen präzise und effizient meistert.
Erkennung von Fremdkörpern
Anwendungsfall: Sicherstellung von Produktqualität und -sicherheit
Dieses Beispiel zeigt die Effektivität der hyperspektralen Bildgebung für die Qualitätskontrolle in der Lebensmittelproduktion. Mithilfe der ULTRIS XMR-Hyperspektralkamera werden Fremdkörper aus Kunststoff zwischen Oreo-Keksen auf einem Förderband erkannt. Diese Fragmente, die im RGB-True-Color-Bild nahezu nicht unterscheidbar sind, werden präzise durch hyperspektrale Daten detektiert.
Was das Video zeigt
Das Video zeigt eine Echtzeitanwendung zur Erkennung von Fremdkörpern. Durch die Kombination von RGB-True-Color-Bildgebung mit einer hyperspektralen Überlagerung werden Kunststofffragmente in Rot hervorgehoben. Mit dem Spectral Angle Mapper (SAM) werden selbst subtile Unterschiede in der Materialzusammensetzung erkannt, was einen höheren Standard an Sicherheit und Qualität in Produktionsumgebungen gewährleistet.
Anwendungspotenzial
Dieser Ansatz ist von unschätzbarem Wert für die Lebensmittelproduktion, da er die Erkennung von Verunreinigungen ermöglicht, die mit herkömmlicher Bildgebung unsichtbar sind. Die Anwendung kann auch in der Pharmaindustrie, der Verpackungsindustrie oder in allen Branchen eingesetzt werden, die strenge Qualitätskontrollmaßnahmen erfordern.
Versteckte Markierungen Erkennen
Anwendungsfall: Freund-Feind-Erkennung mit nicht sichtbaren Markern
Dieses Beispiel demonstriert die Leistungsfähigkeit der hyperspektralen Bildgebung für Live-Tracking-Anwendungen. Mithilfe der ULTRIS XMR-Kamera mit einem 100-mm-f/2.8-Objektiv wurde Infrarottinte erkannt, die auf einer Kappe eines Teammitglieds aufgetragen war. Obwohl für Standardkameras und das menschliche Auge unsichtbar, wird die Tinte, die bei 793 nm absorbiert und bei 840 nm emittiert, durch hyperspektrale Analyse leicht erkannt und in Rot hervorgehoben.
Was das Video zeigt
Das Video zeigt das Echtzeit-Tracking der spektralen Signatur der Kappe. Mithilfe des Spectral Angle Mapper (SAM) werden die eingefärbten Bereiche isoliert und die Ergebnisse auf den Live-Feed überlagert. Diese Anwendung ist ideal für Szenarien, die die Erkennung und Überwachung einzigartiger spektraler Signaturen erfordern.
Anwendungspotenzial
Dieser Anwendungsfall ist besonders relevant für Sicherheitsanwendungen, wie die Überprüfung der Authentizität von Dokumenten oder das Tracking von Objekten mit unsichtbaren Markierungen. Er kann auch in der Logistik, der Fälschungssicherheit und in Überwachungstechnologien eingesetzt werden, die präzise, nicht sichtbare Marker erfordern.
Überwachung des Blutflusses mit hyperspektraler Bildgebung
Anwendungsfall: Echtzeit-Perfusionsanalyse
Dieses Beispiel zeigt, wie hyperspektrale Bildgebung den Blutfluss und die Sauerstoffsättigung in Echtzeit visualisieren kann. Mithilfe eines spektralen Indexes, der aus den Bändern bei 566 nm und 750 nm abgeleitet wurde, zeigt das Video die Auswirkungen der Einschränkung und Wiederherstellung des Blutflusses in einem Finger. Die ULTRIS XMR-Hyperspektralkamera erfasst diesen komplexen Prozess und liefert Informationen, die mit herkömmlicher Bildgebung nicht sichtbar sind.
Was das Video zeigt
Das Video beginnt mit der Darstellung einer Hand in RGB-True-Color und wechselt anschließend zu einer Falschfarben-Darstellung, die auf einem hyperspektralen Index basiert, der ähnlich wie der NDVI ist, aber auf sauerstoffbezogene Bänder abgestimmt wurde. Der Finger wird mit einem Gummiband abgebunden, wodurch die Bereiche hinter der Abbindung blau werden und eine reduzierte Sauerstoffsättigung anzeigen. Nach dem Entfernen des Bandes strömt das Blut zurück, und die Werte wechseln zu Rot, was eine schnelle Zunahme der Perfusion zeigt. Die Farbskala (HSV) stellt die Sauerstoffwerte dar, wobei hohe Werte rot und niedrige blau angezeigt werden. Diese Fähigkeit unterstreicht die unübertroffene Präzision der hyperspektralen Bildgebung bei der Überwachung enger spektraler Bänder.
Anwendungspotenzial
Dieser Ansatz ist besonders wertvoll für medizinische Anwendungen, wie die Echtzeitüberwachung während Operationen. Die Fähigkeit, subtile Veränderungen in der Sauerstoffsättigung und im Blutfluss zu erkennen, macht ihn zu einem leistungsstarken Werkzeug, um die Patientensicherheit in kritischen Situationen zu gewährleisten.
UAV-basierte Hyperspektrale Kartierung
Anwendungsfall: Fortschrittliche Vegetationsanalyse aus der Luft
Dieses Beispiel hebt die Fähigkeiten der ULTRIS X20 Plus für die luftgestützte Fernerkundung hervor. Aus einer Höhe von etwa 40 Metern aufgenommen, liefern die panscharpen Bilder detaillierte Einblicke in die Gesundheit der Vegetation und die Bodenbedingungen. Durch die Kombination von hochauflösenden Daten mit multispektraler Analyse zeigt diese Anwendung, wie hyperspektrale Bildgebung die UAV-basierte Umweltüberwachung verbessert.
Was das Video zeigt
Das Video zeigt eine Abfolge von Bildern, die während eines UAV-Fluges aufgenommen wurden:
- RGB-Bilder liefern eine naturgetreue Farbdarstellung der Szene.
- CIR (Color Infrared) zeigt die Gesundheit der Vegetation anhand der Infrarotreflexion.
- NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), abgeleitet aus spektralen Daten, hebt die Vitalität von Pflanzen hervor. Gesunde Vegetation wird in kräftigen Farben dargestellt, während gestresste Bereiche gedämpft erscheinen.
Diese Abfolge zeigt, wie die hyperspektrale Bildgebung über herkömmliche visuelle Darstellungen hinausgeht und unvergleichliche Details für die Umweltanalyse bietet.
Anwendungspotenzial
Die panchromatisch geschärften Bilder der Ultris X20 Plus sind besonders wertvoll für die Präzisionslandwirtschaft, Forstwirtschaft und Landverwaltung. Sie liefern umsetzbare Einblicke in den Zustand von Pflanzen, Bodenbedingungen und die Überwachung von Ökosystemen.
Authentifizierung von Banknoten mit hyperspektraler Bildgebung
Anwendungsfall: Erkennung gefälschter Banknoten
Dieses Beispiel zeigt die Präzision der hyperspektralen Bildgebung bei der Unterscheidung zwischen echten und gefälschten Banknoten. Mithilfe der ULTRIS XMR wurden übergroße gefälschte 50-Euro-Scheine zusammen mit echten Banknoten analysiert. Obwohl sie im RGB-True-Color-Bild visuell identisch erscheinen, zeigt die hyperspektrale Analyse deutliche Unterschiede und gewährleistet so eine zuverlässige Authentifizierung.
Was das Video zeigt
Das Video beginnt mit einer RGB-Darstellung, in der sowohl echte als auch gefälschte Banknoten identisch erscheinen. Sobald der Spectral Angle Mapper (SAM) angewendet wird, werden die Banknoten klassifiziert: Echte 50-Euro-Scheine werden grün hervorgehoben, gefälschte rot. Diese Überlagerung verdeutlicht eindrucksvoll die Leistungsfähigkeit der hyperspektralen Bildgebung bei Authentifizierungsaufgaben, die über die menschliche Wahrnehmung oder herkömmliche Bildgebungstechnologien hinausgehen.
Anwendungspotenzial
Diese Technik ist entscheidend für die Banken- und Sicherheitsbranche, da sie eine schnelle und präzise Erkennung von Fälschungen ermöglicht. Über die Währungsprüfung hinaus kann sie für die Dokumentenverifizierung, den Markenschutz und Maßnahmen zur Fälschungssicherheit in verschiedenen Branchen eingesetzt werden.
Analyse von Weinbergen mit früher hyperspektraler Bildgebung
Anwendungsfall: Frühzeitige Vegetationsanalyse für die Präzisionslandwirtschaft
Dieses Beispiel zeigt einen der frühesten Erfolge von Cubert in der hyperspektralen Bildgebung. Die 2016 über Weinbergen in Italien aufgenommenen Daten verdeutlichen, wie hyperspektrale Technologie entscheidende Einblicke in den Gesundheitszustand von Pflanzen liefern kann. Mithilfe der Firefleye S185, Cuberts erster HSI-Kamera, kombiniert die Bildgebung einen 50x50x128 spektralen Sensor mit einem hochauflösenden 1-Megapixel-panchromatischen Sensor für panscharfe Analysen.
Was das Video zeigt
Das Video zeigt Luftaufnahmen des Weinbergs in vier Darstellungsarten:
- RGB: Eine naturgetreue Farbdarstellung der Szene.
- CIR (Color Infrared): Hervorhebung der Vegetationsgesundheit durch Infrarotreflexion.
- CAI (Chlorophyll Absorption Integral): Ein spektraler Index, der aus hyperspektralen Daten abgeleitet wird und die Chlorophyllabsorptionswerte anzeigt.
- Spektrale Antwort: Reflexionsdaten des zentralen Pixels (markiert durch einen weißen Kasten), die zusammen mit den Bilddaten angezeigt werden.
Das Video besteht aus einer Abfolge von Frames, die während des UAV-Flugs aufgenommen wurden, und veranschaulicht die Leistungsfähigkeit der hyperspektralen Bildgebung für die Überwachung der Vegetation.
Anwendungspotenzial
Dieser Ansatz bleibt ein Grundpfeiler der Präzisionslandwirtschaft, indem er Weinbergbetreiber dabei unterstützt, die Pflanzengesundheit zu überwachen, die Bewässerung zu optimieren und Nährstoffmengen zu steuern. Die Analyse der Chlorophyll-Absorption erleichtert Entscheidungen, die den Ertrag und die Qualität der Ernte maximieren. Über Weinberge hinaus kann diese Technik in der Forstwirtschaft, im Obstbau und bei umfassenderen Umweltüberwachungsmaßnahmen eingesetzt werden.
Für weitere Informationen zum Chlorophyll-Absorption-Index lesen Sie mehr auf IntechOpen.
Entdecke CUVIS AI auf GitHub
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