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NASA Einrichtung erfasst ĂŒber 90.000 planetare Bilder

UniversitÀt von Arizona verwendet Matrox Imaging OCR Software zum Lesen der Daten aus Textfeldern der Surveyor Mission in Rekordzeit und mit perfekter Genauigkeit

  • Typisches Bild der Surveyor Mission, mit Bildanzeige (links) und zugehörigen Datenfeldern (rechts.)

  • Beispiel von fehlenden Datenfeldern beim Lesen, beachten Sie den Punkt-Matrix Charakter des Textes.

  • Weiteres Beispiel eines mit einer 70 mm Filmkamera aufgenommenen und auf Spezialfilm fotografierten Bildes der Surveyor Mission.

  • Die Punkt-Matrix Zeichen in den Datenfeldern stellen eine Herausforderung beim Lesen dar.

  • Der zum Erfassen der Bilder der Surveyor Mission verwendete Stokes Imager. Bildnachweis: Stokes Imaging, Lieferant der Scanner Hardware und Imaging System.

Das Lunar and Planetary Laboratory (LPL) der UniversitĂ€t von Arizona ist das Zuhause des Space Imagery Center, einer NASA Regional Planetary Image Einrichtung. GegrĂŒndet im Jahr 1960, war das LPL einer der wenigen Orte, das zur damaligen Zeit Studien des Sonnensystems betrieben hat.

2015 ging die NASA mit der UniversitĂ€t von Arizona eine Partnerschaft ein und stellte die Finanzierung der Digitalisierung der Bilder und Daten aus der Surveyor Mondlandung sicher, die sich seit den 1960er in den Archiven befanden. Das Ziel war das Erstellen eines Archivs des NASA Planetary Data System (PDS), einer Datensammlung der NASA Planeten Missionen. Wie John Anderson, Senior Media Technichian beim LPL, ausfĂŒhrt, ist „ der Fokus und Hauptaufgabengebiet das digitale Aufzeichnen der Bilder, Extrahieren und Dekodieren der optischen Daten in jedem Rahmen der Filme, und Verarbeiten der Bilder zur Darstellung in einem digitalen Format.“

Rohmaterialien

Zwischen 1966 und 1968 brachten die fĂŒnf erfolgreichen Surveyor Missionen ĂŒber 92.000 einzelne Bilder von der MondoberflĂ€che zurĂŒck. Die Bilder wurden mit einer
70 mm Filmkamera auf Spezialfilm von einem PrÀzisions-Röhrenmonitor abfotografiert.

In den vergangenen 50 Jahren sind die Computer Dateien und Videotape Aufzeichnungen lĂ€ngst verschwunden oder veraltet—die einzigen existierenden Kopien der Bilder sind die Filmrollen.

Viele Bilder der Surveyor Missionen hatten scheinbar lesbaren Text, von dem die Betreiber ursprĂŒnglich dachten, er sei einfach mittels klassischer optischer Zeichenerkennungs-Software (OCR) lesbar. Sie stellten schnell fest, dass die Zeichen im Text aus Punkt-Matrizen bestanden, Ă€hnlich denen in alten Druckern mit 7x9 Teletype Zeichen, was das Finden einer passenden OCR Software, die diesen Text prĂ€zise lesen kann, schwierig machte. Eine umfassenden OCR Lösung wurde gebraucht.

Eine stellare Lösung

Das war der Zeitpunkt, an dem Matrox ins Spiel kam. Anderson notiert, „Lorne Trottier, MitbegrĂŒnder von Matrox, las in einem Artikel im Planetary Report ĂŒber das NASA PDS Projekt. Er setzte sich mittels Arnaud Lina, Direktor Forschung und Innovation bei Matrox Imaging, mit der UniversitĂ€t in Verbindung, um Hilfe beim Lesen der LPL Texte mit der OCR Software von Matrox anzubieten. [LPL] suchte einige abgeschnittene Bilder fĂŒr einen Test aus und die Ergebnisse waren unglaublich. Es war sehr ermutigend, speziell wegen dem Versagen anderer OCR Produkte beim Lesen des von Menschen lesbaren Text.“

Mission control

Das Gesamtprojekt beinhaltet das Erstellen eines durchsuchbaren Archivs, das klassische Mediendatenbanken ĂŒberlebt. Durch das mögliche Potential als Langzeitreferenz der Bilder und Daten besteht die Notwendigkeit fĂŒr sorgsame und korrekte Behandlung der Ressourcen.

Der Arbeitsablauf umfasst ein Bild Scanner-System von Stokes Imaging. Dieses Scanner-System erfasst zwischen vier und acht Bilder pro Minute als hochauflösendes TIFF Bild. Am Ende des Scan-Prozesses fand sich LPL mit ĂŒber 92.000 Bilder wieder.

WĂ€hrend der Erfassung war intensive Mitwirkung durch den Bediener notwendig. Zwar war das Stokes Bildsystem automatisiert, der Film selbst aber war nicht einheitlich bezĂŒglich Abstand, Indizierung, Belichtung oder Verarbeitung. Nach dem Scannen wurde zum Herausstellen von Details Adobe® Photoshop® und MATLAB Software verwendet und große, zusammengesetzte Mosaike aus den Bilddateien erzeugt. Der Prozess erforderte auch eine manuelle Fehlersuche, da das Dekodieren der Datenfelder mit Punkt-Daten auf Kalibrations-Lookup Tabellen von den originalen Vorab-Testdaten aus 1966 beruht.

Startphase

Das Projekt begann im Februar 2015 mit der Montage des Stokes Scanner, und ging weiter mit Verarbeiten, Katalogisieren und Extrahieren der in den Bildern enthaltenen Informationen.

Auch wenn es Perforationen auf dem Filmmaterial gibt, war der ursprĂŒngliche Aufzeichnungstransport perforationsfrei, was zu ungleichmĂ€ĂŸigem Rahmenabstand fĂŒhrte sowie Bildern, die relativ zu den Perforationen driften. Das Team von LPL war nicht in der Lage, einen konsistenten Filmvorschub zu bestimmen. Und mit jeder neuen Filmrolle verschob sich der Abstand der Rahmen und die seitliche Positionierung des Bildes. Das ergab Bilder mit Texten an verschiedenen Positionen, sowie einigen Bildern mit Artefakten. Außerdem Datenfelder mit einer variabler Anzahl von Zeichen.

Die Lösung von Matrox, basierend auf einer der effizienten und prĂ€zisen OCR Software Tools, berĂŒcksichtigte auf erfreuliche Weise das Problem mit Punkt-Matrix Texten und reduzierte den Zeitverbrauch auf ein paar Minuten je Rolle.

Die erste PrĂŒfung der Matrox OCR Lösung zeigte eine fast perfekte Ausbeute aus nahezu 4500 verschiedenen Bilddateien. So ergab das Scannen der Rolle 1 von Mission 5 mit 846 Dateien mit der Matrox OCR Lösung 15.191 einzelne Felder bei einer erstaunlichen Lesegenauigkeit von 99.77%. Die Rollen 2 und 9 aus Mission 5 waren sogar noch besser, hier waren es 99.92% und 100% Genauigkeit.

Blick in die Zukunft

Das Lunar and Planetary Laboratory der UniversitĂ€t von Arizona, eine NASA Regional Planetary Image Einrichtung, dient als Aufbewahrungsort fĂŒr viele Bilder und Ressourcen von allen NASA Missionen. Bis heute hat die Matrox Software geholfen, die Daten von Surveyor 5 zu erfassen, und wird sich als wertvolles Tool beim Katalogisieren und Fehlerhandling von Surveyor 6 und 7 erweisen, genauso wie beim Material anderer Missionen aus NASA Projekten und Erkundungen.

Zusammenfassung

Die Matrox OCR Software hat sich als wichtiges Instrument bei dem Archivierungsprojekt erwiesen. Der kontinuierliche Einsatz dieses Systems beschleunigt das Aufzeichnen der Textinformationen aus den Surveyor Bilddateien, verbessert die Genauigkeit der Metadaten und rationalisiert eine ansonsten arbeitsintensive und langweilige Aufgabe.

Anderson bemerkt, „Verglichen mit dem ursprĂŒnglichen Genauigkeitsgrad von 75% bis 85% gibt es keinen Zweifel an dem besseren Resultat. Unser Projekt hat sich stark verbessert und ohne die freundliche UnterstĂŒtzung des Matrox-Teams wĂ€re die Verarbeitung der Daten mit dieser hoher Genauigkeit nicht möglich gewesen.“

Danksagung
Das Team des LPL der UniversitĂ€t von Arizona will sich bei folgenden Personen fĂŒr Ihre BeitrĂ€ge zum NASA PDS Projekt bedanken:


Justin Rennilson, primary technology resource person fĂŒr das PDS Projekt.
Shane Byrne, director des Space Imagery Center.
Maria Schuchardt, data manager des Space Imagery Center.
John Anderson, senior media technician beim LPL.  
Leon Palafox und Rodrigo Savage, fĂŒr Beaufsichtigung des MATLAB Code und dessen Verarbeitung.
John T. Stokes, president of Stokes Imaging, Lieferant des scanning Systems und technischer Berater beim Projekt.

 

Weitere Informationen erhalten Sie hier: Medienarbeit.

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