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Hyperspektrale Bildgebung in der Farbmessung

Präzision, die nicht nur sichtbar ist – sondern messbar, spektral, richtungsweisend.

Farbe als Qualitätsversprechen und Differenzierungsmerkmal

In zahlreichen Anwendungen ist Farbe weit mehr als ein ästhetisches Detail – sie ist Indikator für Produktqualität, ein funktionales Leistungsmerkmal und zugleich Träger von Markenidentität. In der Automobilindustrie entscheidet die absolute Farbgleichheit über die Freigabe ganzer Produktionschargen. In der Pharmaindustrie signalisiert ein Farbton die Identität und korrekte Dosierung eines Wirkstoffs. In der Kosmetik ist Farbkonsistenz Ausdruck von Premiumqualität. Und in der Verpackungsbranche wird Farbe zum wesentlichen Kommunikationsmittel am Point of Sale.

Diese Anforderungen stoßen jedoch zunehmend an die Grenzen klassischer Bildverarbeitung. Farbkameras liefern lediglich ein dreikanaliges Bild – ohne spektrale Tiefe, ohne chemische Aussagekraft. Spektralfotometer messen zwar genauer, sind aber meist zu träge für Echtzeitanwendungen und erfassen nur Punktwerte. Die Konsequenz: Farbabweichungen werden spät erkannt, Produktionsfehler häufen sich, Rückrufrisiken steigen. Subjektive visuelle Kontrollen machen Prozesse fehleranfällig und nicht reproduzierbar. Vor diesem Hintergrund wird die hyperspektrale Bildgebung zur Schlüsseltechnologie einer neuen Generation industrieller Farbmessung.

Farbmessung hyperspectral

Hyperspektrale Bildgebung: Farbe verstehen – nicht nur sehen

Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden betrachtet die hyperspektrale Bildgebung Farbe nicht als bloße visuelle Erscheinung, sondern als messbares physikalisch-chemisches Phänomen. Jedes Pixel eines hyperspectral Imaging-Systems enthält ein vollständiges Spektrum über zahlreiche Wellenlängen hinweg, das wie ein Fingerabdruck die exakte Zusammensetzung des betrachteten Objekts abbildet.

Damit lassen sich selbst kleinste Abweichungen in Pigmentierung, Bindemittelverteilung oder Trocknungsgrad erkennen – Unterschiede, die weder das menschliche Auge noch multispektrale Bildgebungssysteme oder Colorimeter zuverlässig erfassen können. Durch diese spektroskopische Tiefe erkennt die Methode nicht nur, dass eine Farbe abweicht, sondern warum sie abweicht: Liegt es an Pigmentkonzentration, an Schichtdicke, an optischen Eigenschaften?

Moderne hyperspektralkameras mit integrierten Sensoren ermöglichen es, diese spektralen Daten in Echtzeit zu erfassen – inline, zerstörungsfrei, hochauflösend. Dank Snapshot-Technologie werden vollständige spektrale Datenfelder ohne mechanisches Scannen aufgenommen – frei von Bewegungsartefakten, auch bei schnellen Produktionsprozessen. Das Resultat: Eine lückenlose, kontinuierliche Farbkontrolle über alle relevanten Spektralbändern mit laborgenauer Präzision direkt in der Fertigung.

Einsatzszenarien: Farbe als funktionales Steuerinstrument

Die Einsatzmöglichkeiten dieser Technologie sind so vielfältig wie die Branchen, in denen Farbe eine zentrale Rolle spielt. In der Automobilproduktion analysieren HSI-Systeme komplexe Lacke auf Metallic- oder Perlglanzeffekte, Homogenität und Klarlackverteilung – und das auf unterschiedlichen Materialien und unter variierendem Licht.

In der Druck- und Verpackungsindustrie überwacht die hyperspektrale Bildgebung nicht nur die Farbübereinstimmung über verschiedene Substrate, sondern auch die Homogenität der Bedruckung, Trocknungsprozesse und Materialwechsel – etwa bei recycelten oder biologisch abbaubaren Trägern.

In der pharmazeutischen Fertigung werden Tabletten oder Kapseln mittels hyperspectral Imaging auf Farbe, Textur und Reflexionsverhalten überprüft. Abweichungen vom erwarteten Spektrum weisen auf Dosierungs- oder Umhüllungsfehler hin. Und auch in der Kosmetikproduktion spielen diese Sensoren eine wachsende Rolle, da Pigmentverläufe, Konsistenzunterschiede und Strukturdefekte selbst in opaken oder hochviskosen Materialien unter schwierigen Lichtbedingungen detektiert werden können.

Kunstwerk analyse hyperspektral

Prozessintegration: Von der Inspektion zur Prozessintelligenz

Hyperspektrale Farbmessung ist nicht nur ein Inspektionswerkzeug – sie ist Teil eines intelligenten Prozesses. Cubert-Systeme lassen sich direkt in bestehende Bildverarbeitungssysteme, Steuerungen und Qualitätssicherungssoftware integrieren. Die Technologie liefert nicht nur Farbdaten, sondern tiefgreifende Informationen über die Zusammensetzung und Eigenschaften des untersuchten Gewebes oder Materials.

Dank definierbarer Toleranzfenster, Rezepturvergleiche und automatischer Alarme können Prozesse in Echtzeit geregelt und justiert werden. Rückverfolgbarkeit, Auditfähigkeit und lückenlose Dokumentation entstehen automatisch. Für Unternehmen bedeutet das: Weniger Ausschuss, mehr Prozesssicherheit, kürzere Reaktionszeiten und eine strategische Stärkung ihrer Produktionsprozesse.

Die Zukunft der Farbmessung ist hyperspektral – und richtungsweisend

Hyperspektrale Bildgebung hebt Farbmessung auf ein neues Niveau: weg vom subjektiven Sehen hin zur objektiven, spektral validierten Materialanalyse. Sie macht Farbabweichungen frühzeitig sichtbar, erkennt Ursachen statt Symptome und verschmilzt Qualitäts- und Prozessmanagement. Unternehmen, die auf diese Methode setzen, sichern sich nicht nur höchste Präzision, sondern auch Markenstabilität, Glaubwürdigkeit und regulatorische Konformität. Cubert liefert dafür die Technologieplattform – robust, wissenschaftlich präzise und industriegerecht – für eine neue Ära der Farbmessung.

Matthias Locherer, Sales Director von Cubert, einem Hersteller von Hyperspektralkameras

Über den Autor

Dr. Matthias Locherer ist seit 2017 Sales Director bei Cubert GmbH. Mit einem PhD in Erdbeobachtung von der Ludwig-Maximilians-Universität München bringt er umfangreiche Expertise in der Fernerkundung, spektraler Bildgebung und Datenanalyse mit. Matthias hat an verschiedenen Forschungsprojekten und Publikationen mitgewirkt, insbesondere im Bereich der hyperspektralen Überwachung biophysikalischer und biochemischer Parameter mit hyperspektralen Satellitenmissionen. Seine fundierten Kenntnisse in optischer Messtechnik und physikalischer Modellierung machen ihn zu einem wichtigen Treiber für die Weiterentwicklung innovativer hyperspektraler Technologien bei Cubert.