Bildverarbeitungssystem Menschliches Auge inspiriert neuartige Kamera-Sensorik

Redakteur: Katharina Juschkat

Ein interdisziplinäres Forschungsteam arbeitet an einem neuen Bildverarbeitungssystem, das bestimmte Lern- und Entscheidungsfähigkeiten direkt im Kamera-Sensor implementiert hat.

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Eine intelligente Kamera-Sensorik, inspiriert vom menschlichen Auge, könnte beispielsweise automatisch zwischen einer Drohne und einem Vogel unterscheiden.
Eine intelligente Kamera-Sensorik, inspiriert vom menschlichen Auge, könnte beispielsweise automatisch zwischen einer Drohne und einem Vogel unterscheiden.
(Bild: ©lassedesignen - stock.adobe.com)

Im Projekt „Misel“ arbeitet ein interdisziplinäres und internationales Forschungsteam an einem neuen, bio-inspirierten Bildverarbeitungssystem, das in der Lage ist, fortgeschrittene Erkennungsaufgaben zu implementieren.

Gleichzeitig soll es wesentlich kleiner, leichter und stromeffizienter sein als marktübliche Komponenten. „Misel“ – eine Abkürzung für „Multispectral Intelligent Vision System with Embedded Low-Power Neural Computing“, wird von der Europäischen Kommission mit 4,96 Millionen Euro gefördert.

Wie das bio-inspirierte Bildverarbeitungssystem funktioniert

Die Architektur des Bildverarbeitungssystems ist inspiriert von den neurobiologischen Strukturen des menschlichen Sehsystems. Die Schlüsselidee ist, bestimmte Lern- und Entscheidungsfähigkeiten direkt in den Kamerasensor zu implementieren, zum Beispiel zur automatischen Unterscheidung von Drohnen und Vögeln.

Das soll die Geschwindigkeit und Energieeffizienz des Systems steigern und Situationen in sich dynamisch verändernden Umgebungen sollen schnell erkannt werden. Um das zu erreichen, werden im Projekt Kamerasensoren entwickeln, die Pixel mit eingebauten synaptischen Gewichten besitzen. Diese können durch gezielte Lernprozesse trainiert werden, verschiedene Muster zu erkennen.

Herkömmliche CMOS-Technik als Basis

Die neuen Kamerasensoren sollen auf klassischer Silizium-CMOS-Elektronik basieren, erweitert um neu entwickelte neuromorphe Elemente und um Graphen-basierte Photodetektoren mit adaptiver Empfindlichkeit für sichtbares und infrarotes Licht.

Aufgrund der multispektralen Empfindlichkeit können die Sensoren damit auch unter schwierigen Umgebungsbedingungen wie Dunkelheit und Nebel eingesetzt werden. Mögliche Anwendungsgebiete des Misel-Vision-Systems sind autonomes Fahren, autonome Robotik und Überwachungssysteme.

Interdisziplinäres Team aus ganz Europa

Misel ist ein interdisziplinäres Projekt, an dem neun europäische Forschungsteams mit komplementärem Fachwissen beteiligt sind. Die Forschenden stammen aus den Bereichen Computer Vision, Theorie und Algorithmen des maschinellen Lernens, Nano- und Bauelementetechnologien, Schaltungsdesign und Evaluierung von Systemen der künstlichen Intelligenz.

Koordiniert vom VTT Technical Research Centre of Finland, umfasst das Konsortium folgende Partner:

  • AMO GmbH
  • Bergische Universität Wuppertal (Deutschland)
  • Fraunhofer-Zentrum für Angewandte Nanotechnologie (Deutschland)
  • Kovilta Oy (Finnland)
  • Lund University (Schweden)
  • Lodz University of Technology (Polen)
  • Santiago de Compostela University (Spanien)
  • Laboratoire national de métrologie et d'Essais (Frankreich)

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