Intelligent classification and data augmentation for high accuracy AI applications for quality assurance of mineral aggregates

In this work, a method for automatic analysis of natural aggregates using hyperspectral imaging and high-resolution RGB imaging combined with AI algorithms consisting of an intelligent deep-learning-based recognition routine in form of hybrid cascaded recognition routine, and a necessary demonstration setup are demonstrated. Mineral aggregates are an essential raw material for the production of concrete. Petrographic analysis represents an elementary quality assurance measure for the production of high-quality concrete. Petrography is still a manual examination by specially trained experts, and the difficulty of the task lies in a large intra-class variability combined with low inter-class variability. In order to be able to increase the recognition performance, innovative new classification approaches have to be developed. As a solution, this paper presents an innovative cascaded deep-learning-based classification and uses a deep-learning-based data augmentation method to synthetically generate images to optimize the results

Korrektur von Abbildungsfehlern für optische Messverfahren

Dieser Beitrag behandelt die Qualität und Genauigkeit von Bildverarbeitungssystemen zur Messung von Objekten. Eine Hauptursache von systematischen Abweichungen von Bildverarbeitungsmesssystemen wird näher beschrieben. Anhand der Untersuchung der Bilder wird die Verzeichnung des optischen Messsystems gemessen, mathematisch beschrieben und anschließend korrigiert. Hierbei ist das Ziel die Korrektur der Bildfehler, um somit die Genauigkeit von Messungen zu erhöhen. Diese Arbeit ist im Rahmen des Michail Lomonosov Stipendiumprogramms mit Unterstützung des DAAD und des Russischen Ministeriums für Forschung und Bildung entstanden

Analysis and correction of errors of optical measuring systems based on CCD-sensors

Published in: Proceedings of the 14th Joint International IMEKO TC1 + TC7 + TC 13 Symposium : "Intelligent quality measurements - theory, education and training" ; in conjunction with the 56th IWK, Ilmenau University of Technology and the 11th SpectroNet Collaboration Forum ; 31. August - 2. September 2011, JenTower Jena, Germany. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia, 2011. URN: urn:nbn:de:gbv:ilm1-2011imeko:

The application of texture features to quality control of metal surfaces

Quality assessment is an important step in production processes of metal parts. This step is required in order to check whether surface quality meets the requirements. Progress in the field of computing technologies and computer vision gives the possibility of visual surface quality control with industrial cameras and image processing methods. Authors of different papers proposed various texture feature algorithms which are suitable for different fields of images processing. In this research 27 texture features were calculated for surface images taken in different lighting conditions. Correlation coefficients between these 2D texture features and 11 roughness 3D parameters were calculated. A strong correlation between 2D features and 3D parameters occurred for images captured under ring light conditions

Application of microwave photonics in fiber optical sensors

Microwave photonics is a new scientific and technical area of research, which was formed as a result of intensive development of such fields as fiber, integrated and nonlinear optics, laser physics, optoelectronics and microelectronics. A positive trend in the field of microwave photonic devices development has appeared in recent decades. The trend is related to the fact that these devices can operate in ultra-high and super-high frequencies and microwave ranges, and have parameters, which are unattainable by conventional electronic devices. Technical characteristics of microwave photonic measuring systems are comparable with those of traditional fiber-optic sensors. This technology can be used both for creation of new measuring devices and improvement of existing other types of measuring systems. This paper presents an analytical review of microwave photonics application technologies in fiber-optic measuring instruments. The general design concept for microwave photonic fiber-optic measuring devices is considered in the first part of the review paper. Microwave photonic filters are presented, which are the key elements of microwave photonic fiber-optic measuring devices. Their design technologies are described with indication of the features, advantages and disadvantages. Methods for creation of microwave photonic finite impulse response filters with positive and negative coefficients are considered. The following sections are devoted directly to the analysis of microwave photonic fiber-optic measuring devices and contain classification of such devices according to their principle of operation. The classification of spectral and interferometric microwave photonic fiber-optic measuring devices with indication of their distinctive features is proposed. Experimental data of the most common sensors is presented and analyzed; the main characteristics and areas of their practical application are presented for each of them. New approaches and methods are considered for creation of microwave photonic measuring systems and improvement of tactical and technical characteristics of existing devices. Comparison between microwave photonic fiber-optic measuring devices and traditional fiber-optic measuring systems is performed. According to comparison results, conclusions can be drawn about applicability of microwave photonic fiber-optic measuring devices and advantages of their use compared to other fiber-optic sensors.Радиофотоника является новым научно-техническим направлением, которое образовалось в результате интен-сивного развития таких областей, как волоконная, интегральная и нелинейная оптика, лазерная физика, опто- и микроэлектроника. В последние десятилетия наблюдается положительная динамика по созданию радиофотонных устройств, эта тенденция связана с возможностью создавать устройства ультравысоких и сверхвысоких частот с параметрами, недостижимыми обычными электронными устройствами. Характеристики радиофотонных измери-тельных систем сопоставимы с характеристиками традиционных волоконно-оптических датчиков, данная техно-логия может быть использована как для создания новых измерительных приборов, так и для усовершенствования уже существующих измерительных систем других типов. В работе представлен аналитический обзор способов применения радиофотонных технологий в волоконно-оптических измерительных приборах. В первой части обзорной статьи рассмотрен общий принцип построения радиофотонных волоконно-оптических измерительных приборов. Представлены ключевые элементы подобного рода систем — радиофотонные фильтры. Описаны тех-нологии их построения с указанием особенностей, преимуществ и недостатков. Рассмотрены способы создания радиофотонных фильтров с конечной импульсной характеристикой с положительными и отрицательными коэф-фициентами. Последующие разделы посвящены непосредственно анализу радиофотонных волоконно-оптиче-ских измерительных приборов и содержат классификацию таких устройств по их принципу работы. Предложена классификация спектральных и интерферометрических радиофотонных волоконно-оптических измерительных приборов с указанием их отличительных признаков. Представлены и проанализированы экспериментальные данные, основные характеристики и области практического применения наиболее распространенных датчи-ков. Рассмотрены новые подходы и методы по созданию радиофотонных измерительных систем и улучшению тактико-технических характеристик существующих приборов. Приведено сопоставление характеристик радио- фотонных волоконно-оптических измерительных приборов и традиционных волоконно-оптических датчиков, по результатам которого можно сделать вывод о применимости современного типа измерительных приборов, а также о преимуществах их использования по сравнению с другими волоконно-оптическими датчиками