Jüngste Fortschritte im Bereich des maschinellen Lernens und der Bildverarbeitung haben die Anwendungsmöglichkeitenvon Computer Vision in vielen Branchen erweitert. In industriellen Anwendungen ist die Bildklassifizierung eine wichtige Aufgabe, da variantenreiche Objekte aufgrund ihrer aufgrund ihrer Vielfalt und der ständigen Veränderung ihrer Eigenschaften schwierige Probleme darstellen. Bildverarbeitungsalgorithmen können in komplexen Umgebungen effektiv arbeiten und mit menschlichen Bedienern zusammenarbeiten, um Effizienz und Datengenauigkeit zu verbessern. Es gibt jedoch noch viele Branchen, die Lösungen benötigen, die noch nicht noch nicht richtig gelöst und in die Praxis umgesetzt wurden. Sie zeigen den Bedarf an genaueren, bequemeren und schnelleren Methoden. Diese Lösungen haben mein Interesse an der Kombination verschiedener Lernstrategien sowie Sensoren und Bildformaten geweckt um den Einsatz von Computer Vision für diese Anwendungen zuermöglichen. Die Motivation für diese Arbeit ist die Suche nach Lösungen für eine Reihe von Forschungsfragen zu finden, die derzeit ihre praktische Anwendung behindern. Ziel dieser Arbeit ist es daher, Lösungen zu präsentieren, die zur Erreichung der Anwendbarkeit beitragen. Ich zeige, warum Standardmethoden nicht einfach auf ein bestehendes Problem angewendet werden können. Jede Methode muss an das jeweilige Anwendungsszenario angepasst werden, um eine funktionierende Lösung zu erhalten. Ein Beispiel ist die Klassifizierung von Textilien, wenn sie nicht ausgebreitet sind. Das Auffinden bestimmter Defekte ist sehr schwierig, da sich diese Eigenschaften in einer Falte befinden können oder aufgrund des sie umgebenden Schatten anders aussehen. Daher sind neue Ansätze notwendig um die Übertragbarkeit der Erkennungsalgorithmen auf 3D-Objekte zu verbessern. Eine weitere Anwendung ist die Gesichtserkennung, bei der die Klassifizierungsleistung entscheidend für die Fähigkeit des Systems ist, Personen korrekt zu identifizieren. Bislang ist nicht bekannt, ob die Melaminpigmentierung als zusätzliches biometrisches Merkmal verwendet werden kann. Wenn sie zusätzliche Merkmale hätte, würde sie eine höhere Genauigkeit, Robustheit und Sicherheit ermöglichen und Präsentationsangriffe erschweren. Die Erkennung von Angriffsversuchen ist für die Akzeptanz solcher Systeme von entscheidender Bedeutung und wirkt sich erheblich auf die Anwendbarkeit biometrischer Verfahren aus. Die dritte Anwendung, die in dieser Arbeit behandelt wird, ist die Erkennung von Zutrittsverletzungen an automatischen Eingangstoren. Gerade in Hochsicherheitsbereichen ist es wichtig zu verhindern, dass Unbefugte eine unbefugte Person in den gesicherten Bereich bringen können. Es gibt eine Fülle von Technologien, die potentiell geeignet erscheinen, aber es gibt mehrere praktische Faktoren zu berücksichtigen, die die Anwendbarkeit erhöhen oder verringern, je nachdem welcher Algorithmus verwendet wird.

Der erste Teil dieser Arbeit enthält eine eingehende Analyseder drei einzelnen Anwendungen sowie Hintergrundinformationen, die zum Verständnis des Forschungsthemasdieser Arbeit und der vorgeschlagenen Lösungen erforderlich sind. Er umfasst den Stand der Technik in diesem Bereich für alle untersuchten Anwendungen.

Im zweiten Teil dieser Arbeit werden Methoden vorgestellt, die die Anwendbarkeit der vorgestellten Anwendungen für den industriellen Einsatz erhöhen bzw. ermöglichen. Für alle drei Anwendungsbereiche werden zunächst neue Bilddatenbanken vorgestellt. Im Falle der Biometrie werden drei Methoden gezeigt, die bestimmte Leistungsparameter identifizieren und verbessern. Es wird gezeigt, wie Melanin-Gesichtspigmentierungs-Merkmale (MFP) extrahiert und zur Klassifizierung in der Gesichtserkennung und in PAD-Anwendungen verwendet werden können. Bei der Eingangskontrollanwendung liegt der Schwerpunkt auf den Sensorinformationen, wobei sechs Methoden im Detail vorgestellt werden. Dazu gehören die Verwendung von Wärmebildern zur Erkennung von Menschen anhand ihrer Körperwärme, Tiefenbilder in Form von RGB-D-Bildern und 2D-Bildserien sowie Daten eines am Boden montierten Sensorgitters.

Alle Ansätze werden dahingehend analysiert, ob sie die Anwendbarkeit zuverlässig erhöhen und die untersuchten Methoden somit industriell anwendbar sind. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass in dieser Arbeit Bildverarbeitungsanwendungen auf ihre praktische Anwendbarkeit hin untersucht und Lösungen zur Entschärfungder festgestellten Probleme vorgestellt werden. Im Gegensatz zu früheren Arbeiten sind die vorgeschlagenen Ansätze (a) wirksam bei der Verbesserung der Klassifizierungsleistung, (b) schnell in der Ausführung und (c) leicht in bestehende Anlagen zu integrieren.