همانند نیروی انسانی که با چشم غیر مسلح در خط تولید کالاها را برای تعیین کیفیت و نوع ساخت آنها بازبینی میکند، Machine vision یا دید یا بینایی ماشینی از دوربینهای دیجیتال و دوربینهای هوشمند و نرم افزارهای پردازش تصویر برای این کار استفاده میکند.
عوامل سیستم بینایی ماشین
سخت افزار
وضوح سنسور دید ماشین
وضوح سنسور چگونه روی دید دستگاه من تأثیر میگذارد؟
کار سنسور گرفتن نور و تبدیل آن به یک تصویر دیجیتالی است که باعث تعادل نویز، حساسیت و دامنه دینامیکی میشود. اندازه سنسور مشخص میکند که چه میزان از نور را میتواند در یک منطقه ضبط کند و وضوح سنسور تعیین کننده این است چند پیکسل میتواند داشته باشد. لنزها میدان دید تصویر شما را تعیین میکنند. هرچه لنزهای وسیعتری داشته باشید، زمینه بیشتری برای پردازش وجود دارد. اگر سنسور خیلی کوچک باشد، سیستم بینایی در گرفتن نور بسیار مشکل خواهد داشت. اگر رزولوشن خیلی کم باشد، پیکسلهای کمی برای پردازش وجود دارد. هنگامی که این اتفاق میافتد، نتیجه پردازش تصویر میتواند غیر قابل اعتماد باشد.
تصویر بالای این مقاله تفاوت بین تصویر با وضوح کم، متوسط و بالا را نشان میدهد. PPI (پیکسل در هر اینچ) تعداد پیکسلها در هر اینچ را در یک تصویر است. آن تصویر نمونه ای افراطی از چگونگی تأثیر وضوح تصویر را نشان میدهد.
بهترین وضوح برای پروسه بینایی من چیست؟
این به عواملی بستگی دارد. بستگی به مساحتی از قسمتی دارد که میخواهید آن را بگیرید و پردازش کنید. معمولاً بزرگتر بهتر است، اما خرید دوربین با رزولوشن بزرگتر هزینه بیشتری خواهد داشت.روشنایی
چرا روشنایی مهم است؟
نورپردازی یکی از مهمترین بخشهای فرآیند بینایی دستگاه است. بینایی ماشین، ویژگیهای خود شیء را تجزیه و تحلیل نمیکند بلکه نور منعکس شده از جسم را تجزیه و تحلیل میکند. برای تقویت بخشهایی از شیء یا نفی دیگر بخشها، تنظیم نور میتواند تأثیر زیادی داشته باشد.بهترین تنظیم نور چیست؟
یک بار دیگر تأکید میشود که بهترین تنظیم روشناییای وجود ندارد. بهترین تنظیم روشنایی تنظیماتی است که در آن دید دستگاه میتواند ویژگیهای یک شیء مورد نظر را تجزیه و تحلیل کند - و ویژگیهایی که نمیخواهید آنالیز کنید را نفی کند.چگونه میتوان بهترین تنظیمات روشنایی را به دست آورد؟
برای به دست آوردن بهترین تنظیمات روشنایی، چندین جنبه مهم وجود دارد که هنگام تنظیم روشنایی باید به یاد داشته باشید.قدرت / انتشار
قدرت و انتشار دو جنبه متفاوت هستند، اما با یک دیگر ارتباط دارند. قدرت تعیین خواهد کرد که چه مقدار نور توسط جسم به دوربین منعکس میشود. انتشار تعیین میکند که چه مقدار از این قدرت در چه ناحیهای پخش میشود. تصویر زیر نشان میدهد که چگونه انتشار میتواند نور را بین مناطق گسترش دهد و چگونه انتشار میتواند ویژگیها را تقویت کرده و برخی از ناحیه های دیگر را نفی کند. بسته به سناریوی شما، شاید اولین تصویر برای برنامه شما مناسبتر باشد زیرا میخواهید برخی از ویژگیها را نفی کنید، اما اگر میخواهید موارد دیگر را ارتقا بخشید، یا یک برنامه به همه منطقه نیاز دارد تا به همان اندازه روشن باشد، پس نمونه سوم برای برنامه کاربردی شما مناسبتر است.
موقعیت / زاویه
موقعیت نور پردازی بخشهایی از شیء مورد نظر را برای تقویت و بخشهایی از شیء مورد نظر را برای نفی تعیین میکند. مگر در مواردی که از نور پراکنده استفاده کنید، روشنایی تابیده به شیء یک سایه ایجاد میکند، و از این رو قسمتهایی از شیء را نفی میکند، و اذا پردازش نمیشود، و همچنین باعث افزایش روشنی بخشهایی از شیء مورد نظر برای پردازش میشود.رنگ
رنگ یکی از مهمترین جنبههای نور پردازی است اما یکی از مواردی است که مردم آن را فراموش میکنند. رنگ نور میتواند بخشهایی از جسم را بدون حرکت دادن جسم یا تغییر در شدت منبع نور تقویت کند.به عنوان مثال، در تصاویر زیر، فیلتر نور زرد باعث میشود تا توپ قرمز در مقایسه با توپ دیگر بسیار پر جلوهتر باشد. این، به عنوان مثال، میتواند به بخشهایی از یک آرم کمک کند که برجستهتر جلوه کنند.
لنزها
هدف از لنز چیست؟
لنزها میدان دید تصویر شما را تعیین میکنند. هرچه لنزهای وسیعتری داشته باشید، زمینه بیشتری برای پردازش وجود دارد. نزدیکی بیشتر لنز به شیء، پیکسلهای بیشتری برای کار با قسمت کوچکی از شیء را در اختیار شما قرار میدهد.بهترین لنز برای استفاده کدام است؟
پاسخ این سؤال به کاربرد شما بستگی دارد. سه معیار وجود دارد که من هنگام جستجوی برنامه دنبال آنها میگردم:مساحت
بهترین لنز آنی است که تمام منطقه مورد نظر برای پردازش را در بر میگیرد اما همچنان فضای کافی برای لرزشها، خارج از تلرانس فوکوس، و غیره را داشته باشد. . بهترین تنظیم روشنایی تنظیماتی است که در آن دید دستگاه میتواند ویژگیهای یک شیء مورد نظر را تجزیه و تحلیل کند - و ویژگیهایی که نمیخواهید آنالیز کنید را نفی کند. ترجیح من این است که لنزهایی داشته باشید که 1.35 برابر یک سطح شیء را در بر میگیرند تا به این ترتیب هنوز قادر به پوشش لرزشها و کمی حرکت باشند.وضوح دوربین
وضوح لنزها به تفاوت آنها در اپتیکشان بستگی دارد. حتی اگر یک دوربین بزرگتر مگا پیکسلی داشته باشید، استفاده از یک اپتیک بد منتج به یک تصویر بد یا تار بودن تصویر خواهد شد.فاصله
فاصله بین لنز و جسم بسیار مهم است زیرا هر لنز محدودیت فوکوس دارد. برخی از لنزها از بزرگنمایی بالاتری برخوردار هستند و از این رو قادر خواهند بود حتی در فاصله نزدیکتری به جسم فوکوس کنند.در نظر گرفتن همه این عوامل به شما کمک میکند که سیستمی را انتخاب کنید که برای سیستم شما هموار باشد. مواردی هم وجود دارد که شاید بهتر باشد به هیچ وجه از سیستم بینایی استفاده نکنید!
منبع: گلن هیماوان ، مهندس ارشد - Patti Engineering
