Inspektionen sind ein wichtiger Bestandteil von HACCP-Programmen in der Lebensmittelindustrie (HACCP - Hazard Analysis Critical Control Point). Metalldetektoren, Röntgen und konventionelle Bildverarbeitung – wichtige Methoden von HACCP zur Feststellung physikalischer Verunreinigungen – stoßen aber an Grenzen. Metalldetektoren konzentrieren sich auf die Feststellung metallischer Verunreinigungen, während Röntgenuntersuchungen nur dann effektiv sind, wenn eine ausreichende Differenz zwischen der Dichte der Verunreinigung und der des untersuchten Produktes besteht. Konventionelle Bildverarbeitungssysteme suchen mit Parametern wie Größe, Form und Farbe nach Verunreinigungen.

Die hyperspektrale Bildverarbeitung ist ein leistungsfähiges ergänzendes Konzept: Sie verbindet die spektroskopische Analyse mit Bildverarbeitung, sodass die Bilder entsprechend der chemischen Zusammensetzung der abgebildeten Stoffe farblich gekennzeichnet werden können. Damit können sowohl organische als auch anorganische Verunreinigungen mit ein und demselben System festgestellt werden. Die Fähigkeit, Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung organischer Stoffe festzustellen, eröffnet neue Möglichkeiten. Es stehen nun Systeme zur Verfügung, die in Echtzeit arbeiten, sodass sie in Hochgeschwindigkeits-Fertigungslinien eingesetzt werden können.

Die Möglichkeiten der hyperspektralen Bildverarbeitung lassen sich anhand eines Beispiels mit Süßwaren erläutern: Jelly Beans (Geleebohnen) enthalten einige nichtmetallische Fremdkörper. Diese haben verschiedene Formen und Farben, jedoch eine ähnliche Dichte wie die Süßwaren selbst. Die hyperspektrale Bildverarbeitung macht sie einwandfrei kenntlich. Die Geleebohnen haben alle die gleiche chemische Zusammensetzung und werden grün abgebildet, während die Verunreinigungen eine andere chemische Zusammensetzung aufweisen und rot erscheinen.

Das Prinzip der farblichen Abbildung chemischer Stoffe beruht auf der spektroskopischen Analyse der Wellenlänge des vom Objekt kommenden Lichtes in Echtzeit. Sie ergibt einen „chemischen Fingerabdruck“ des abgebildeten Stoffes. Jeder festgestellte chemische Bestandteil kann auf dem Bild eine eigene Farbkennzeichnung erhalten. Zur Aufgliederung des vom Muster reflektierten Lichtes in die verschiedenen Wellenlängen seiner Bestandteile benötigt man einen Spektrographen. Danach erstellt ein IR-empfindlicher Sensor ein Bild des Musters für jede dieser Wellenlängen. Diese Bilder werden zu einem dreidimensionalen hyperspektralen Datenwürfel zusammengesetzt.

Das System CVS Hyperinspect integriert diese Kernkomponenten in ein funktionales System, das an die spezifischen Anforderungen der jeweiligen Anwendung anpassbar ist. Eine flexible Hochgeschwindigkeitssoftware extrahiert die Daten aus dem Datenwürfel und generiert daraus Farbzuweisungen in den Bildern. Die Bilder können mit der ebenfalls enthaltenen Bildverarbeitungssoftware weiterverarbeitet und analysiert werden. CVS Hyperinspect vereinfacht den Gesamtprozess des Hyperspektralverfahrens und erschließt zusätzliche Anwendungen zum Beispiel in der Pharmazie und der Verpackungsindustrie. Viele Verpackungsmaterialien lassen Infrarotlicht typischerweise ungehindert passieren. Dadurch kann die chemische Zusammensetzung des Inhalts selbst durch die Verpackung hindurch geprüft werden. as