Die Geschichte der industriellen Bildverarbeitung

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Ein aufwändig modifizierter Recorder von Grundig

Dr. Norbert Bauer war als wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Universität Erlangen maßgeblich an der Entwicklung der DPCM-Bildaufzeichnung beteiligt. Er skizziert die Digitalisierung: „Die 50 Halbbilder pro Sekunde einer Videokamera wurden zunächst in eine digitale Darstellung umgewandelt. Dazu hat man den analogen Kameraausgang mit einer Frequenz von 10 MHz abgetastet und mit einer Auflösung von 6 Bit (entsprechend 64 Graustufen) digitalisiert. Damit entstand ein Datenstrom von 60 MBit pro Sekunde.

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Nach der Echtzeit-Datenreduktion stehen 30 MBit pro Sekunde zur Aufzeichnung durch das Bandgerät an. Verwendet wurde als Basis ein aufwändig modifizierter semi-professioneller Rekorder von Grundig. So wurden eigens neue Magnetköpfe mit höherer Bandbreite und halbierter Spur entwickelt. Ohne zusätzlichen Bandverbrauch war so ein Zweispurbetrieb mit verdoppelter Datenrate möglich. Die maximal erreichbare Datenrate betrug 84 MBit pro Sekunde, sodass damit auch Farbvideosignale digital aufgezeichnet werden konnten.“

Die Massenspeicher-Entwicklung bringt die BV-Technik voran

Bildverarbeitung für die Qualitätssicherung ist eng verknüpft mit der Möglichkeit zur schnellen Berechnung und Speicherung großer Datenmengen. Moderne Rechner haben neben schnellen Mehrkernprozessoren geeignete Arbeitsspeicher mit einigen GByte. Die endgültige Speicherung von Ergebnissen erfolgt wie schon seit über 30 Jahren auf Festplattenspeichern. Allerdings hat es während dieser Zeit imposante Fortschritte gegeben (Bild 2).

Die früheste Form der Speicherung von digitalen Informationen bestand in der Erzeugung von Lochmustern in Papierrollen oder Lochkarten und die einzelnen Bit waren mit ihrer Größe für den Benutzer leicht erkennbar. Allerdings führte die Speicherung selbst einfacher Programme zu einem Schuhkarton voller Lochkarten, deren Reihenfolge keinesfalls in Unordnung gebracht werden durfte. Ein großer Fortschritt bei der Datenspeicherung gelang durch die Einführung magnetischer Medien wie Bandgeräten, Plattenspeichern und Floppy Disks.

350.000.000 mal mehr Daten auf gleicher Fläche

1958 wurde auf Magnetplatten bereits eine Speicherdichte von 2000 Bit pro Quadratzoll erreicht. Seit Einführung der Magnetspeichertechnik hat sich die Speicherdichte etwa alle zwei bis drei Jahre verdoppelt. Bei derzeitigen Festplatten beträgt die Speicherdichte etwa 700 GBit pro Quadratzoll. Damit können auf derselben Fläche 350.000.000 mal mehr Daten gespeichert werden als 1958. Für die Zukunft sind noch weitere Steigerungen zu erwarten. Laborergebnisse lassen Speicherdichten von bis zu 10 Terabit pro Quadratzoll bei handelsüblichen Festplatten erwarten.

Die erste bekannte Festplatte stammt von IBM und hatte das Format eines übergroßen Kleiderschrankes. Auf einem Plattenstapel mit 61 cm Durchmesser konnten insgesamt 5 MByte Daten gespeichert werden. Das Gewicht des Gerätes betrug 0,5 t bei einer Leistungsaufnahme von 10 kW. Das Gerät war nicht käuflich, sondern konnte für umgerechnet 5000 € pro Monat gemietet werden.

Der Beginn der Festplattentechnik mit den noch heute verwendeten 5,25-Zoll-Festplatten fiel in das Jahr 1980. Die ST-225 von Seagate war bereits ausgereift und entwickelte sich mit einer Kapazität von 20 MByte zum Verkaufsschlager.

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