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Geschichten aus den UrsprĂŒngen der westlichen Zivilisation ins digitale Zeitalter gebracht

Software und Framegrabber von Matrox Imaging helfen Bookscanner SA beim Verbessern der Bilderfassungsrate fĂŒr ein anspruchsvolles Vision System

  • Überblick ĂŒber das Bookscanner Bildverarbeitungssystem, bestehend aus dem Framegrabber Matrox Radient eV-CXP, der Line-Scan-Kamera Teledyne e2v ELiiXA + und einer Glas-Scan-OberflĂ€che.

  • Eine Hauptaufgabe des Systems bestand darin, die Bewegungen der Komponenten mit der Bildfrequenz zu synchronisieren, um Verzerrungen im endgĂŒltigen Bild zu vermeiden.

  • Die Bookscanner Anlage gleicht schonend die Handhabung jedes Buches an, um Verschleiß zu vermeiden und trotzdem hohe Scangeschwindigkeiten zu erreichen.

ZurĂŒckgehend auf das Heilige Römische Reich, wurde die Druckerpresse bereits 1440 perfektioniert und etablierte sich schnell als eine der einflussreichsten Erfindungen der Millenniums 1. Damit konnten Kosten und Zeit zum Drucken von BĂŒchern und Dokumenten drastisch reduziert werden. Die Druckerpresse trug dazu bei, die Verbreitung der Massenkommunikation voranzutreiben, und in der Renaissance wurden bereits Millionen von BĂŒchern publiziert.

Gedruckte Werke mĂŒssen heutzutage zur Erhaltung und Verbreitung digitalisiert werden. Bookscanner SA ist der Hersteller von Bookscanner© Scanner-GerĂ€ten, die fĂŒr die automatisierte Digitalisierung von Drucksachen bis zur SeitengrĂ¶ĂŸe A1 geeignet sind. Die Scanner verwenden modernste Methoden, um gedruckte Seiten prĂ€zise und zuverlĂ€ssig zu reproduzieren. Die Hauptkunden sind Privat- und Nationalbibliotheken mit typischen Sammlungen von etwa 5.000 BĂ€nden; diese Kunden sehen sich eigentlich immer mit den Herausforderungen beim zeit- und arbeitsintensiven Digitalisierungsprozess dieser Arbeiten konfrontiert. George Pistikos - ein Elektro- und Computeringenieur mit mehr als 20 Jahren Erfahrung in der Entwicklung von Informations- und Computersystemen - grĂŒndete Bookscanner SA mit dem Ziel, "die Menschheit von repetitiven und langwierigen Jobs durch hochmoderne Robotertechniken zu befreien".

Bemerkenswert

FĂŒr ihre Installation in Griechenland strebte Bookscanner SA nach einer Verbesserung ihrer Dienstleistungen durch Aktualisierung ihrer Technologie. Ihre Kamera der Wahl war die Teledyne e2v ELiiXA +, eine 16K CoaXpressÂź Zeilenkamera mit Auflösungen von bis zu 600 dpi. Bei der Erforschung passender Software- und Hardwarekomponenten hat Bookscanner SA festgestellt, dass Matrox Imaging eine kompatible Plug-and-Play-Lösung anbietet, die auf der robusten Matrox Imaging Library (MIL) basiert. MIL-Lite, eine Untergruppe von MIL, enthĂ€lt eine Reihe von Programmierfunktionen zur Bildaufnahme, -anzeige und -kommentierung; die Anwendungsprogrammierschnittstelle (API) ist einfach zu verwenden und unterstĂŒtzt die gĂ€ngigsten Programmiersprachen, einschließlich C ++, C # und Visual Basic Âź. In Kombination mit dem Matrox Radient eV-CXP Framegrabber bildet diese Lösung das RĂŒckgrat der Vision-Infrastruktur von Bookscanner.

Ein echter Hingucker

Das System von Bookscanner besteht aus einem MetallgehĂ€use mit einer GlasoberflĂ€che - es bewegt sich entlang der horizontalen Achse und hat Kolben fĂŒr das Anheben der Seite, sowie Sensoren, die den ordnungsgemĂ€ĂŸen Ablauf des Prozesses ĂŒberwachen. Ein Metallstab verhindert das Schließen des Buches, wenn es sich horizontal entlang der GlasoberflĂ€che bewegt; die am Arm montierte Zeilenkamera folgt wĂ€hrend des Scans der Bewegungsbahn des Buches. Unterhalb dieser GlasoberflĂ€che bewegen sich zwei Bleche ĂŒber eine vertikal laufende Rolle, die ĂŒber die LĂ€nge der GlasoberflĂ€che verlĂ€uft. Servomotoren (Fujitsu Alpha 5 Smart) sorgen bei den Bookscanner GerĂ€ten fĂŒr Bewegung und ermöglichen eine schonende Behandlung jedes einzelnen Buchs. So wird Verschleiß vermieden und gleichzeitig die hohe Arbeitsgeschwindigkeiten von 1 m/s erreicht.

Die Herausforderung bestand darin, die Bewegung des Servomotors mit der Frequenz der Bilderfassung zu synchronisieren; diese Synchronisation war notwendig, um eine Verzerrung des endgĂŒltigen Bildes zu vermeiden. Ein Team von Ingenieuren aus den Bereichen Computer, Mechanik und Elektrotechnik - namentlich Pistikos, zusammen mit Dr. Antonios Gasteratos, Petros Teneketzis und Antonios Arvanitidis - kombinierte das Know-how in Robotik und Bildverarbeitung zur Entwicklung des Bildverarbeitungssystems von Bookscanner. Diese Entwicklung dauerte etwa vier Monate. Das Bildverarbeitungssystem wurde so konzipiert, dass es weitgehend autonom arbeitet. Der Bediener muss nur die gewĂŒnschten dpi fĂŒr die Ausgabeauflösung und die Scan-Geschwindigkeit entsprechend der FragilitĂ€t des Buchs auswĂ€hlen.

"Die I/O-FĂ€higkeiten des Matrox Radient Framegrabbers waren fĂŒr unser Projekt absolut notwendig", sagte Arvanitidis. "Die Synchronisierung der Bewegung des Servomotoren und der Bildfrequenz war die grĂ¶ĂŸte Herausforderung dieses Systems. Wir haben das Supportteam von Matrox Imaging per E-Mail kontaktiert und erhielten schnelle und prĂ€zise Antworten auf unsere Anfragen. Matrox bietet ein einfaches framework, um low-level Servo-Encoder-Ausgangssignale mit den Eingangssignalen der ELiiXA + Kamera zu verknĂŒpfen, um so die Bilderfassung auszulösen. " Diese FunktionalitĂ€t erwies sich als der Wendepunkt dieser Geschichte.

Ein System von enormem Fachwissen

Nachdem das System voll funktionsfĂ€hig und einsatzbereit ist, arbeitet die Forschungs- und Entwicklungsabteilung von Bookscanner SA an der nĂ€chsten Version der Software des Vision-Systems, die die Korrektur von Bildverzerrungen durch neuronale Netze ermöglicht. "Diese Erweiterung wird dazu beitragen, unseren Kundenstamm zu vergrĂ¶ĂŸern und es uns ermöglichen, mit brĂŒchigeren BĂŒchern zu arbeiten, ohne dass das Papier gestreckt oder beschĂ€digt wird", so Gasteratos.

Bookscanner SA ist begeistert von der Möglichkeit, der fortschrittlichen Robotikindustrie neue Machine-Vision-Techniken hinzuzufĂŒgen, und plant, ihre Lösung sowohl auf der Hardware- als auch auf der Softwareseite zu erweitern. Teneketzis bestĂ€tigte, dass "die Techniken der maschinellen Bildverarbeitung einer unserer Hauptschwerpunkte fĂŒr das Produkt sein werden. Neue Funktionen, wie z. B. Bilderfassung basierend auf Bild- / Mustererkennung, werden eingefĂŒhrt, und Matrox Imaging wird ein guter Partner sein, um unsere Ziele zu erreichen. "

Fazit

Die Integration von MIL-Lite und dem Radient eV-CXP Framegrabber in das Bookscanner-System bot die Möglichkeit, High-Level Software-Abstraktion mit Low-Level Elektronikmanagement zu verbinden. Dies erleichterte dem Bediener Änderungen und verbesserte die FunktionalitĂ€t des Gesamtsystems. Mit den Produkten von Matrox Imaging reduzierte Bookscanner SA ihre Entwicklungszeit um fast sechs Monate und schĂŒtzte ihr Budget vor zusĂ€tzlichen Kosten. Arvanitidis abschließend: "Wir haben Zeit gewonnen, die notwendige Kommunikation aufgebaut und diese Herausforderung der Modernisierung unseres Vision-Systems dank der Plug-and-Play-Technologie der MIL-Lite Software erfolgreich gemeistert."

Verweise

1. Marshall McLuhan, The Gutenberg Galaxy: The Making of Typographic Man (1st ed.), (Toronto: University of Toronto Press, 1962).

Danksagung
Die folgenden Personen waren von unschĂ€tzbarem Wert fĂŒr die Entwicklung des Bookscanner SA Visionssystems:

Dr. Antonios Gasteratos, Professor und Leiter der Abteilung fĂŒr Produktion und Management an der Democritus University of Thrace, fĂŒr sein Wissen ĂŒber Computer Vision und Robotik.
Petros Teneketzis, Maschinenbauingenieur, brachte Erfahrung in Mechanik, Dynamik und CAD-Systemen mit.
Antonios Arvanitidis, Elektro- und Computeringenieur, fĂŒr sein Wissen ĂŒber Software- und Hardwaredesign und -entwicklung, Steuerungssysteme und Machine Vision.

 

Weitere Informationen erhalten Sie hier: Medienarbeit.

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