Die Entwicklung einer Bilddatenbank über die letzten 25 Jahre

Vom Karteikasten zum digitalen Bildverarbeitungssystem

  • Peter Patzwaldt (damaliger und heutiger Entwicklungsleiter der dhs-Bilddatenbank) und Gerhard Dietermann (damaliger Vertriebsleiter).Peter Patzwaldt (damaliger und heutiger Entwicklungsleiter der dhs-Bilddatenbank) und Gerhard Dietermann (damaliger Vertriebsleiter).
  • Peter Patzwaldt (damaliger und heutiger Entwicklungsleiter der dhs-Bilddatenbank) und Gerhard Dietermann (damaliger Vertriebsleiter).
  • Die ersten Versuche Mikroskopbilder zu digitalisieren gelangen mit einer WIN-TV Karte im PC, welche die Bilder nun zwar auf dem kostengünstigeren PC-Monitor darstellen konnte, aber noch ca. 30s benötigte, um das Bild der analogen Videokamera mit einer von Auflösung 704 x 576 px  bei 256 Farben zu digitalisieren.

Vor 25 Jahren, als die Digitalisierung noch lange nicht in jedem Haushalt Einzug gehalten hatte, wehte in Greifenstein bereits der Wind der Digitalen Revolution. Ein Beitrag über die spannende Entwicklungsgeschichte einer Software für Bildarchivierung, Bildaufnahme, Bildverarbeitung, Bildanalyse und Dokumentation.

Die Laborausstattungen Anfang der 90er Jahre bestanden aus Mikroskop mit C-Mount-Adapter, analoge Videokamera und Fernsehmonitor. Bilder wurden entweder über die Videokamera am Monitor betrachtet oder über den Rekorder aufgenommen und über Videoprinter ausgedruckt. Laborberichte wurden von einer Schreibkraft oder der Laborantin manuell erledigt. Bilder konnten ausgedruckt und separat beigefügt werden. Die Archivierung der Formulare und Bilder erfolgte in einem Karteikasten. Dieser Workflow war zeit- und kostenintensiv – auch für die Anschaffung der Labor-Hardware musste man mit vierstelligen DM-Beträgen tief in die Tasche greifen.

Ein neuer Markt entsteht: Videobearbeitung am PC

Der Softwarehersteller dhs hat diese Entwicklungen aufgegriffen, um die Mikroskopbilder der Videokamera zu digitalisieren und über einen PC-Drucker kostengünstig auszudrucken oder zu speichern. Die ersten Versuche gelangen mit einer WIN-TV Karte im PC (Framegrabber), die die Bilder nun zwar auf dem kostengünstigeren PC-Monitor darstellen konnte, aber noch ca. 30s benötigte, um das Bild der analogen Videokamera mit einer von Auflösung 704 x 576 px  bei 256 Farben zu digitalisieren. Mit 256 Farben kann man kein Farbfoto darstellen, so musste mittels Streurasterverfahren (Dithering) ähnlich wie beim Offsetdruck erst einmal ein entsprechendes Bild berechnet werden. Die ersten Anwendungsfälle von der neu entwickelten digitalen dhs-Software waren Heilpraktiker, die Ihre Nativ-Blutbilder (Dunkelfeld) in dieser Form aufgenommen und ausgedruckt oder gespeichert haben und den Patientenkarteien zuordnen konnten. Die Software wurde daraufhin weiterentwickelt: Bilder markieren und beschriften.

Mikroskop-Informations-System von dhs für optische Industrie

Ein digitales und kostengünstiges „Mikroskop-Informations-und Kommunikationssystem“ war geboren und konnte für die optische Industrie weiter vermarktet werden: die dhs-Bilddatenbank.

Ein potenzieller Partner wurde zunächst die Firma Hund, dann die Firma Leica (beide Mikroskophersteller aus Wetzlar). Die Systeme (PC-Hardware mit vorinstallierter dhs-Software, Monitore) wurden mit deren Mikroskopen als Laborausstattung verkauft.

Einfluss der fortschreitenden Elektronik

Die Entwicklung der Bilddatenbank ging nun aufgrund der steigenden Kundenanforderungen, der Zusammenarbeit mit Leica und der fortschreitendenden Digitalisierungstechnik rasant weiter:

  • Aufgenommene Bilder konnten an die Leica-eigene Software Q-WIN für Bildanalyse-Aufgaben übergeben werden.
  • Farbechte Darstellung der Bilder mittels „Fast Screen Machine II“ und True Color Unterstützung
  • Unterstützung von High-End Kameras mit RGB durch Einsatz des Matrox Meteor II RGB Framegrabbers
  • Schnellere Signalaufbereitung durch die Framegrabber Falcon und Eagle
  • Bildaufnahme, -Wiedergabe und Druck in der dritten Dimension. 3D am Monitor mit Shutterbrille oder anaglyph
  • Anbindung der Bilddatenbank an Leicas Makrosprache QUIPS zur Automatisierung mit deren Bildanalysesoftware QWin
  • dhs-Bilddatenbank Version 3.x wurde zur OEM-Version von Leica Mikroskopie weltweit, koordiniert von Leica Schweiz in Heerbrugg.
  • Ab Version 5 entwickelte sich die dhs-Software dann abgekoppelt von Leica als schnittstellenunabhängige Bildverarbeitungs- und Analyse-Software.

Weitere Entwicklungen

  • Die Videokameras werden durch digitale Mikroskop-Kameras ersetzt. Das genormte C-Mountgewinde bleibt bestehen. Die erste digitale Mikroskop-Kamera, die mit der dhs-Software kompatibel war, war eine Leica DC100.
  • Betriebssysteme wechselten in dieser Zeit von MS DOS, über OS/2 (von IBM) zu WIN 95.
  • Umstellung auf 32-Bit mit der Version 5.0 (32-Bit mit WIN 95 und Internetfähigkeit mit WIN 98)
  • Erste USB-Kamera, die nicht mehr an PAL Video Auflösung gebunden ist (mehr als 704x576 px Auflösung)
  • Makroprogrammierung in der Bilddatenbank für Individualisierung nach Kundenwunsch (ab Version 7)
  • Formular-Designer für Datenbankfelder und Umstellung von Access auf MS-SQL als Standard für Datenbanken (Version 13)
  • Komplette Neuprogrammierung mit Version 14
  • Erweiterung des Datenimports von jedwedem, möglichem Gerät.
  • Komplettes Redesign der Benutzerschnittstelle mit der Version 17

Software-Funktionen – modularer Aufbau noch heute

Heute hat sich die Bilddatenbank in Bezug auf die Vielfalt der Auswertemöglichkeiten enorm gesteigert, wobei die Basis und Schaltzentrale immer noch das Datenbankmodul (heute nicht mehr mit Karteikasten-Charakter, sondern frei gestaltbar) ist und alle anderen Werkzeuge passend, je nach Anforderung, ergänzt werden können. Verfügbar sind vielfältige Module zur Bildverarbeitung und Bildanalyse für metallografische Auswertungen und zur „Technischen Sauberkeitsanalyse“, Berichtswesen uvm. Damals wie heute liefert dhs auf Wunsch auch das komplette System mit Hardware, Software und PC, installiert und schult vor Ort und gibt Hilfestellung bei eventuell auftretenden Problemen. Die Bedienphilosophie ist nach wie vor einfach und selbsterklärend. Online-Updates stehen zur Verfügung und thematisch geschnürte Kombi-Pakete bieten finanzielle Vorteile.

Ausblick

Daten bilden den wertvollen Rohstoff der Zukunft. Es ist heute die Rede vom Digitalem Labor, Labor 4.0, Industrie 4.0, Smart Factory, Smart Labor usw.: Die Vision einer vernetzen Zusammenarbeit von Geräten und Menschen mit lückenloser Dokumentation und Archivierung aller Daten für global sicheren Zugriff ist entstanden. Schnittstellen zu schaffen, um Daten aus unterschiedlichen Quellen und mit unterschiedlichen Formaten einheitlich und geordnet zusammenzuführen. Mit den zahlreichen Individualisierungsmöglichkeiten kann dhs das heute schon leisten. Die Schaffung flexibler, möglichst frei konfigurierbarer Schnittstellen, das wird die Herausforderung der Zukunft sein… und wer mag, der kann sogar heute noch am Prinzip des Karteikastens festhalten, mit dem vor 25 Jahren alles begann.

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dhs Dietermann & Heuser Solution GmbH
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35753 Greifenstein-Beilstein
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Telefax: 49 2779 912099

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