Passgenau in den Prozess integriert

Ordnen Sie die Bedeutung Ihrer Entwicklungsumgebung bitte kurz in den Kontext Machine Vision ein?

Die industrielle Bildverarbeitung ist schon lange nicht mehr auf die klassische Produktion begrenzt, sondern kommt in fast jeder Wirtschaftsbranche zum Einsatz. Durch immer leistungsfähigere Hard- und Software ermöglicht die Technologie die Automatisierung auch von bisher nicht als denkbar erachteten Anwendungen. Wichtig dabei ist, dass die Machine Vision-Applikation passgenau in den Prozess integriert wird. Hierfür stellen wir mit ‚Halcon‘ und ‚Merlic‘ die passende Machine Vision-Software bereit. Daneben bieten wir eine speziell auf die Anforderungen der industriellen Bildverarbeitung zugeschnittene integrierte Entwicklungsumgebung – IDE – namens ‚HDevelop‘ an. Sie bietet Zugriff auf über 2100 verschiedene Operatoren für die industrielle Bildverarbeitung, womit Entwickler komplette Bildverarbeitungsanwendungen selbst erstellen, beziehungsweise programmieren und in die Gesamtlösung integrieren können.

Warum ist es sinnvoll, eine Machine Vision-Anwendung innerhalb einer Entwicklungsumgebung zu erstellen?

Eine IDE für die industrielle Bildverarbeitung besteht in der Regel aus einem Editor zum Schreiben des Programmcodes für eine Applikation und einem Grafikfenster. In diesem Fenster wird beispielsweise angezeigt, welche Auswirkungen der Einsatz verschiedener Bildverarbeitungsoperatoren oder Parameter einer Machine Vision-Software auf eine Bilddatei haben. Eine Stärke unserer IDE ist es, Machine Vision-Applikationen sehr schnell zu erstellen. Rapid Prototyping ist der Begriff für diesen Ansatz, der darauf abzielt, zügig einen Prototyp zu entwickeln und diesen zu testen. Dies ist für die industrielle Bildverarbeitung insofern besonders relevant, da für Filter und Algorithmen zahlreiche Parameter ausgewählt und justiert werden können. So sieht man sehr schnell, ob das Ergebnis passt und ob etwa auf einem Bild die wichtigen Stellen optimal extrahiert wurden.
Daneben erhält man während der Entwicklung durch Visualisierungen ein tieferes Verständnis der Bilddaten. Dazu zählen beispielsweise: Bilder, Regionen und Kanten, aber auch 3D-Objekte. Der dritte Vorteil einer speziell auf die industrielle Bildverarbeitung ausgerichteten IDE sind die passgenauen Hilfestellungen für die Entwickler beim Programmieren. Dazu zählen Tools zur Bildanalyse wie Histogramme, mit deren Hilfe sich beispielsweise Schwellwerte bestimmen lassen, um Objekte vom Hintergrund zu trennen, Tools zur Visualisierung von Bilddaten sowie diverse Assistenten, die bei der Parametrierung der zugehörigen Kameras unterstützen. Last but not least ist die Integration des Codes in die Gesamtlösung von großer Bedeutung. Der validierte Code kann nach Fertigstellung der Bildverarbeitungsanwendung einfach exportiert werden.

Was sind die Gründe für die Neuentwicklung der Entwicklungsumgebung ‚HDevelopEVO‘?

HDevelop hat sich seit vielen Jahren in unzähligen Anwendungen bei unseren Kunden bewährt. Zudem wurde die IDE fortwährend verbessert und erweitert. Mittlerweile stoßen wir aber an Grenzen, Neuentwicklungen zu integrieren und aktuell zu halten. Um unseren Kunden aber auch in Zukunft eine moderne und leistungsstarke Entwicklungsumgebung zur Verfügung zu stellen, haben wir uns für die Neuentwicklung entschieden. Mit unserer neuen IDE verfolgen wir einen evolutionären Ansatz: Wir behalten Bewährtes und machen gleichzeitig einen großen Schritt nach vorn, indem wir beispielsweise beim Editor künftig auf ein neues Framework setzen. Darüber hinaus entwickeln wir auch unseren Interpreter, bisher bekannt als ‚HDevEngine‘, neu. Dieser ermöglicht es, HDevelop-Programme und -Prozeduren direkt aus einer Applikation heraus zu laden und auszuführen. Die neu entwickelte ‚Halcon Script Engine‘ ermöglicht eine schnellere Ausführung von Skripten und bietet uns zusätzlich neue Möglichkeiten, unsere Programmiersprache ‚Halcon Script‘ um weitere Funktionalitäten zu erweitern.

Was ist das Besondere an der neuen IDE?

Jan Gärtner: "Wir wollen die Schwelle für den Einstieg in unsere Entwicklungsumgebung so niedrig wie möglich halten.“ © MVTec

Zunächst einmal setzt sie auf einem neuen Framework namens ‚Theia‘ auf. Dessen Look & Feel dürfte vielen Entwicklern vertraut sein, da der Editor von Theia von Visual Studio Code inspiriert ist, der in der Entwicklerszene weit verbreitet ist und mit dem auch Studierende arbeiten. Damit wollen wir die Schwelle für den Einstieg in unsere Entwicklungsumgebung so niedrig wie möglich halten. Grundsätzlich ist ein Editor das zentrale Element der IDE und Dreh- und Angelpunkt für die Umsetzung einer Applikation. Da sich der Editor von HDevelopEVO sofort vertraut ‚anfühlt‘, ist eine schnelle und intuitive Einarbeitung auch für Programmierer möglich, die erstmals mit einer Machine Vision-Entwicklungsumgebung arbeiten.

Aber auch für Nutzer, die bereits mit HDevelop gearbeitet haben, gibt es eine ganze Reihe von Weiterentwicklungen und Verbesserungen. Beispielsweise ist nun simultanes Arbeiten an mehreren Dateien möglich. Das bedeutet, man kann mehrere Dateien gleichzeitig betrachten und parallel an verschiedenen Prozeduren arbeiten – zum Beispiel an der Bildverarbeitung und dem Bildeinzug. Eine weitere Neuerung ist die Unterstützung von Versionskontrollsystemen wie Git. Damit können Entwickler vorgenommene Änderungen an Skripten einfach nachverfolgen, bei Bedarf auf ältere Versionen zurückwechseln und ihr Projekt einfach und sauber dokumentieren.

Außerdem ist die IDE flexibler geworden: Es ist zum Beispiel in Zukunft möglich, eigene Code-Snippets zu erstellen, die das effiziente Wiederverwenden häufig genutzter Codebausteine ermöglichen und so das Prototyping deutlich beschleunigen. Außerdem wird es künftig möglich sein, innerhalb der Entwicklungsumgebung verschiedene Datenaustauschformate direkt angezeigt zu bekommen. Wenn kein Programmwechsel mehr nötig ist, erhöhen sich Flexibilität und Effizienz.

Inwiefern ist die Integration von KI möglich?

Unser Ansatz in der industriellen Bildverarbeitung ist, klassische Methoden und Künstliche Intelligenz zusammenzubringen. Es ist unsere feste Überzeugung, dass durch die Kombination die meisten Vorteile für die Nutzer entstehen. Diesen Ansatz verfolgen wir auch bei ‚HDevelopEVO‘. Mit dem neuen Framework wird es möglich sein, Machine Vision-Applikationen mit Hilfe von KI zu erstellen. Ein Beispiel dafür ist die Verbesserung des Prototypings durch KI-Unterstützung, etwa durch die Integration eines Chatbots oder weiterer KI-gestützter Funktionen. Ein weiteres Feature, dass wir künftig anbieten wollen, ist die Browser- beziehungsweise Webfähigkeit unserer Entwicklungsumgebung, um den Zugriff auf diese zu erleichtern.