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In einem der RUB von der DFG bewilligten Transferbereich innerhalb des SFB 509 (Neurovision) entwickeln Wissenschaftler einen ASIC-Chip zur Stereobild-Datenanalyse in Videoechtzeit.
Bochum, 29.06.1999
Nr. 149
Vom Hören auf das Sehen schließen
2. Transferbereich der RUB von der DFG bewilligt
Schnelle und kompakte räumliche Tiefenmessung ist das Ziel
Zum zweiten Mal in der Geschichte der RUB hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) ein Transferprojekt aus einem Sonderforschungsbereich (SFB 509 der RUB) bewilligt. Die "Entwicklung eines ASIC-Chips zur Stereobild-Datenanalyse in Videoechtzeit" wird für 18 Monate in einem Umfang von ca. 270.000 DM gefördert. Innerhalb des Transferprojekts kooperiert das Institut für Neurophysiologie (Medizinische Fakultät der RUB) mit der Universität der Bundeswehr in Hamburg (UBH), Fachbereich Nachrichtentechnik, und dem Mikroelek-tronischen Anwenderzentrum Hamburg-Harburg (MAZ).
Prozesse in Echtzeit messen
Bei modernen Produktionsprozessen kommt es zunehmend darauf an, Prozesse in Echtzeit zu kontrollieren. Den hohen Geschwindigkeiten, die heutzutage in den meisten Produktionsprozessen erzielt werden, stehen jedoch immer noch zu lange Meßzeiten, z. B. bei der Qualitätskontrolle, entgegen. Um diese Verfahren der räumlichen Tiefen- bzw. Entfernungsmessung, etwa die Vermessung von Objekt- oder Produktfor-men, zu beschleunigen, entwickeln die Kooperationspartner des Projekts einen ASIC-Chip. Im Gegensatz zu herkömmlicher Massenware, z. B. PC-Prozessoren, handelt es sich hierbei um Integrierte Schaltungen, die sich für ganz bestimmte (Hardware-)Funktionen anfertigen lassen. Im Fall des Transferprojekts wird der Chip nur ca. 30 mm2 beanspruchen und kann z. B. direkt in das Aufnah-me-system, sprich eine Kamera, integriert werden. Mit einem Pixeltakt von 30 MHz erreicht der Chip etwa die doppelte Frequenz einer CCD-Kamera. Damit ist es erstmals möglich, Videosignale in Echtzeit auf Tiefeninformation hin auszuwerten.
Von Wirbeltieren lernen
Der Clou des Verfahrens: Bisher arbeiten Algorithmen flächenbasiert und messen den räumlichen Versatz von Objekten zwischen beiden Stereobildern. Dadurch sind die nötigen Rechenoperationen für die Tiefenmessung sehr langsam. Ein neuartiger Algorithmus der Bochumer Neurophysiologen macht sich die neuronalen Strukturen des Rich-tungshörens von Wirbeltieren zunutze - dabei ermitteln Wirbeltiere die Richtung von Schallquellen anhand einer Laufzeitmessung in ihrem Hörsystem. Das heißt: Der Algorithmus, den die Kooperationspartner auf dem ASIC-Chip implemen-tieren werden, ersetzt die Messung eines räumlichen Versatzes durch die eines zeitlichen. Dies ermöglicht nach Fertigstellung des Chips eine extrem schnelle und dichte 3D-Objektvermessung, die mit der entsprechenden Software auch auf herkömmlichen Rechnern funktioniert.
Anwendungsbeispiele
Anwendungsbereiche des Verfahrens finden sich überall dort, wo vollständige Tiefenmeßwerte und hohe Meßgeschwindigkeiten benötigt werden. Neben Fertigungsprozessen in der Industrie ist das neue Verfahren ebenso relevant für die stereoskopische Endoskopie und für Bewegungsmessungen, z. B. beim Objektschutz. Eine im Vorfeld des Projekts durchgeführte Marktanalyse ergab, daß eine erhebliche Nachfrage für ein solches Produkt besteht.
Fahrplan des Projekts
Die 18monatige Projektdauer gliedert sich in drei Phasen. Zunächst wird die RUB den neuen Algorithmus weiterentwickeln. Die UBH wird dazu spezielle Filter bereitstellen, mit Hilfe derer das MAZ anschließend den Algorithmus auf dem ASIC-Chip implementiert. Hinzu kommt die Entwicklung von PC-Steckkarten zum Betrieb der Chips. In der letzten Phase des Projekts werden die RUB (Software) und das MAZ (Hardware) neue Applikationen für das Verfahren entwickeln, z. B. intelligente Bewegungssensoren oder eine Stereo-Bilddatenkompression für 3-dimensionales Fernsehen. Darüber hinaus ist geplant, daß Mitte nächsten Jahres drei Hochschulabsolventen eine Firma aus der RUB heraus gründen werden, die das Verfahren und alle Komponenten weiterentwickelt und kommerziell vermarktet.
Weitere Informationen
PD Dr. Florentin Wörgötter, Institut für Neurophysiologie, Medizinische Fakultät der RUB, Tel.: 0234/700-4940, Fax: 0234/7094-192, eMail: worgott@neurop.ruhr-uni-bochum.de
Criteria of this press release:
Electrical engineering, Energy, Information technology, Medicine, Nutrition / healthcare / nursing
transregional, national
Organisational matters, Research projects
German
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