Rekonstruktionssoftware

Beschädigte Dokumente wieder zusammenzusetzen, ist zumeist eine Sisyphusarbeit. Sind Schriftgüter in eine Vielzahl von Fragmenten zerfallen, ist eine manuelle Rekonstruktion oft nicht möglich, da die Anzahl der Kombinationsmöglichkeiten der Fragmente die Leistung des menschlichen Gehirns übersteigt. Für diese Fälle und um große Mengen an Dokumentfragmenten zu verarbeiten und digital zu rekonstruieren, bedarf es daher einer computergestützten Lösung, die bisher weltweit nicht existierte. Um diese Herausforderung anzunehmen, konnte nicht auf bestehende Lösungen aus Wissenschaft und Industrie zurückgegriffen werden. Daher hat das Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK zur Bewältigung dieser Aufgabe neuartige Methoden der digitalen Bildverarbeitung und Mustererkennung entwickelt und erprobt. Diese Lösungen entwickeln wir in der MusterFabrik Berlin zu Assistenzsystemen der digitalen Rekonstruktion von beschädigten Kulturgütern weiter und applizieren sie auf kundenspezische Anwendungen. Die Methodik der Rekonstruktionssoftware ist der Vorgehensweise des manuellen Zusammensetzens von Papierfragmenten ähnlich und ohne Vorlage möglich. Die Software zur digitalen Rekonstruktion gliedert sich in die drei Hauptkomponenten Merkmalsextraktion, Suchraumreduktion und Matcher. Um zu entscheiden, welche Teile zusammenpassen, vergleicht die Software die Fragmente anhand verschiedener Merkmale, die vorab automatisch aus den Digitalisiaten der Fragmente extrahiert werden. Mittels intelligenter Suchraumreduktion wird die zu verarbeitende Menge anschließend anhand der verschiedenen Merkmalsausprägungen in Untermengen zusammengefasst. Dies reduziert den kombinatorischen Aufwand beim Abgleich der Fragmente enorm.

Innerhalb der Untermengen findet anschließend das eigentliche Puzzeln statt. Werden zwei Fragmente anhand ihrer Merkmale als zusammenhängend erkannt, werden sie zusammengefügt und im weiteren Prozess als ein neues, größeres Fragment behandelt. Sind Fragmente durch die Rekonstruktionssoftware nicht eindeutig zuzuordnen, werden die bis dato bestimmten Teilrekonstruktionen gesammelt und in einem Assistenzsystem durch Experten abgeglichen und zugeordnet.

Die MusterFabrik Berlin arbeitet bei der Weiterentwicklung der Methoden sowie in verschiedenen Kundenprojekten eng mit dem Fraunhofer IPK zusammen:

https://www.ipk.fraunhofer.de/geschaeftsfelder/automatisierungstechnik/fachabteilungen/sicherheitstechnik/zentrale-fue-aktivitaeten-der-abteilung-sicherheitstechnik/virtuelle-rekonstruktion/assistenzbasierte-virtuelle-rekonstruktion-von-kulturellem-erbe/