Görüntü İşlemeye Giriş: Pixy ve Alternatifleri: 6 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Bu yazımızda Dijital Görüntü İşlemenin (DIP) anlamını ve resim veya videolarda işlem yapmak için Pixy gibi donanım ve diğer araçları kullanma nedenlerini açıklayacağız. Bu makalenin sonunda şunları öğreneceksiniz:

• Dijital bir görüntü nasıl oluşur.
• Dijital görüntü işleme nedir.
• Görüntü işleme araçları.
• Pixy nedir ve nasıl kullanılır?

Adım 1: Görüntü İşleme Nedir?

Fotoğraflar, videolar ve genel olarak resimler, anılarımızdan bir anı kaydetmenin yanı sıra başka uygulamalara da sahiptir. Belki halka açık yerlerde güvenlik kameraları görürsünüz ya da bir hattı, nesneyi veya daha ileri düzeyde takip eden robotların durumu fark ettiğini, üretim bandındaki ürünlerden safsızlıkları ayırdığını ve resimler üzerinde bazı hesaplamalar yaparak benzer hatta benzer olmayan birçok uygulamanın yaptığını görürsünüz ve bunlar hesaplamalar görüntü işleme olarak adlandırılır.

En iyi anlama için, görüntü yapısını bilmek yardımcı olur. Her görüntü, herhangi bir noktasındaki piksel değerlerine sahip bir sinyaldir. (piksel, parlaklığı ve/veya rengi için farklı değerlere sahip olabilen bir dijital görüntünün temel birimidir, bu değerlere “yoğunluk” denir) Sinyal, görsel sensör tarafından verilen sürekli voltaj sinyalidir, bu sinyal dijitale dönüştürülecektir. örnekleme gibi bazı işlemlerle oluşturulur. Bu verilerin dijital formu, iki boyutlu bir dizi veya matris gibidir, dijital bir görüntü oluşturur, bu nedenle formları konum ve değer için f (X, Y) olur. Her videonun, bir saniyede belirli bir oynatma hızıyla oynayan bir dizi resim olduğunu unutmayın.

Bir görüntü oluşturduktan sonra işlem başlayacaktır. Hangi amaçla bir sürece ihtiyacımız var? Bir görüntüden bilgiye ihtiyacımız olursa, bilgisayarla görü kullanacağız. Bilgisayarla görme, insan vizyonunu taklit etmenin bir yoludur. İnsan vizyonu, “öğrenme” ve görsel girdilerden veri verme yeteneğine sahiptir. Bilgisayarla görü, temel olarak, bilgisayarın gerçek zamanlı kullanımlar için bile dijital görüntülerden veya videolardan üst düzey bir anlayış kazanmasını sağlayan alandır; ve dijital görüntü işleme bunun bir parçasıdır.

Adım 2: Görüntü İşleme Nasıl Yapılır?

Görüntü işleme için robotik bir uygulama düşünüyorsak, bunun iki yolu vardır:

1. normal bir kamera modülünün seçilmesi (görüntünün üzerinde herhangi bir işlem yapılmadan sağlanması) ve ardından kullanıcı tarafından programlama ve hesaplamaların kullanılması.
2. Daha hızlı ve kolay kullanım için bu işlemi yapan donanımları kullanmak; Pixy kamera gibi…

ilk çözüm: Birinci yol için MATLAB gibi farklı yazılımlar veya kodlama için OpenCV gibi kütüphaneler var. İşleme araçlarında başka isimler de var; ancak bu işlemi arayan popüler isimler OpenCV ve MATLAB'dir. Aralarında hızlı bir karşılaştırma görelim. MATLAB ve OpenCV karşılaştırma tablosu bize yardımcı olacaktır.

İkinci çözüm: özel bir donanım kullanmak! görüntü işleme yeteneğine sahip kameralar gibi. Genellikle bir kullanıcı arayüzüne sahiptirler ve kodlamaya ihtiyaç duymazlar. Bu daha kolay görünüyor ama bir şekilde sınırlamalar getiriyor ve bunun için belirtilenleri yapabilirler; örneğin, bir yüz algılama kamerası renk tanıma işlemini normal olarak yapamaz (belki donanım yazılımındaki bazı değişikliklerle tanıma algoritması değişebilir, ancak bu zor ve yaygın olmayan bir yoldur!) İki yol var, ama hangisi daha iyi?

ikinci çizelge iki yolun karşılaştırılmasıdır.

3. Adım: Pixy'ye Başlarken

PIXY, görüntü işleme için belirtilen kamera modüllerinden biridir, tanıma algoritması renk tabanlı filtrelemedir. Bu kameranın temel amacı renkleri tanımak ve onları tanıdık bir nesne olarak adlandırmaktır. Bu kamera, ilk başta hangi renkleri “düşündüğünü” “öğrenebilir”.

Artık Pixy'nin ne olduğunu bildiğinize göre, Pixy'yi nasıl kullanmaya başlayacağımıza bakalım.

Adım 4: Gerekli Donanımlar

Pixy CMUcam5 Görüntü Sensörü

Arduino UNO R3

Adım 5: Pixy'ye Başlarken

Şimdi, sonuna kadar adım adım bizimle gelin:

İlk adım:

Bir peri satın almak! Normal PIXY ve PIXY2, pixy kameraların iki versiyonudur. Bu panoyu kullanma adımlarına devam ettiğimiz normal türü satın almak için yukarıdaki bağlantıya tıklayın.

İkinci:

Çalıştırın. Kartın güç için bir USB bağlantı noktası vardır. Güç, bilgisayarın USB portuna bağlanarak olacaktır. Pil ile (6-10v) kart arkasındaki iki pin üzerinden güç sağlanabilir.

Üçüncü:

USB kablosu ile bilgisayara bağlayın. Bir ucu bilgisayara, diğer ucu PIXY'nin mikro USB bağlantı noktasına.

ileri:

Kameranızın yazılımını buradan indirin. PIXY Mon, Linux, Mac ve Windows platformu için PIXY uygulamasıdır. Bu uygulamanın yapabileceği, yapılandırmadır ve PIXY'nin görebildiğini gösterir.

Beşinci:

Bu noktaya kadar, başka bir şey olmadan görmeniz ve tanımanız gerekiyorsa, kameranın mutlaka bir mikro denetleyiciye veya karta bağlı olması gerekmez; tanıma mikro bağlantıya bağlı değildir. Her neyse, öğretmek için belirgin ve iyi bir renk tonu olan bir nesne seçin. Ton tabanlı renk filtreleme tanıma algoritması nedeniyle, ortamın tonu ve ışığı sonucu etkileyebilir. Bu yüzden beyaz, siyah veya gri nesneleri seçmeyin çünkü bu renkler ton değil!

Altıncı:

Öğretmeye başlamak için PIXY'nin üstündeki düğmeye basın. Önce LED yanıp sönecek ve ardından RGB LED görüş alanının orta kısmının rengini alacaktır. Kameranın önündeki nesneyi seçin, LED doğru rengi gösteriyorsa doğru kilitlemeyi gösterir. lensler ve nesne arasındaki mesafe 6-20 inç olmalıdır. İkinci yol PIXY MON kullanmaktır; PIXY MON'da nesnenin büyük bir alanını seçti ve ardından nesneyi seçti.

Yedinci:

Nesnenin ızgarası pixy mon olarak gösterilecektir. ızgaranın, arka planı içermeyen nesnenin doğru alanı olup olmadığına bakın. Yapılandırmadaki kaydırıcılar daha iyi bir alana sahip olmanıza yardımcı olabilir.

Sekizinci:

Şimdi her “renk” için kamera bir sayı belirleyecektir. 7 imza, tanınacak 7 renk anlamına gelir. Birbirine yakın renkler kullanarak örneğin kırmızı-pembe-mavi renklerinin olduğu bir etiket ile kamera için bir nesne veya yer tanımlayabilirsiniz, örneğin o etiket kapı yerini gösterir. Bu, bu kamerayla binlerce nesneyi tanımanıza yardımcı olabilir! Bu renk grubuna “renk kodu” veya CC denir. CC'yi ayarlamak için PIXY mon'u kullanmalısınız ve ardından herhangi bir imza gibi kullanılabilir.

Dokuzuncu:

Başarılı bir öğretimden sonra kameraya bir mikrodenetleyici veya kart bağlanırsa pixy tarafından algılanan nesneyi verebilir. Arduino kullanıyorsanız, bağlantı için bu pin çıkışını kullanın. (Daha fazla bilgi için buraya tıklayın), ardından PIXY kütüphanesini buradan indirin, Arduino kütüphanelerine Sketch>Include library>Add ZIP library yönünde ekleyin. Şimdi kütüphanenin zip dosyasını seçin. Bitti! Şimdi varsayılan PIXY taslağıyla, nesnenin X ve Y'sini (konum) ve genişliğini ve uzunluğunu (boyutunu) verecektir. Diğer eskizler de kullanılabilir; pan ve tilt gibi. Diğer pano bağlantıları için buraya bakabilirsiniz.

NOT: Öğretimin açıkladığımız gibi iki yöntemi vardır: 1. PIXY'yi PIXY MON olmadan kullanmak, robotların yaptığı gibi ve bir PC'ye bağlı değiller. Yöntem olacak ama imza numarası nasıl ayarlanacak? Led ise PIXY öğretimin ilk anlarında rengi değiştirecekse, hangi rengin üzerine yapacağınız tıklama ile sayıyı belirleyecektir; kırmızı anlamı 1'den menekşe anlamı 7'ye kadar. Yöntem 2'de sayı ayarı sadece uygulama ile yapılacaktır.

6. Adım: “SON”a Çok Yakın

Resim kullanma ihtiyacının ne olduğunu, dijital görüntü işlemenin ne olduğunu ve nasıl yapılabileceğini anlattık. Hangi yollara sahibiz ve şu anda bize yardımcı olabilecek donanımlardan açıklama için PIXY'yi seçtik. Nasıl çalıştığını ve pixy kameralara yeni başlıyorsanız ne yapmanız gerektiğini açıkladık! Artık küçük robotunuz için görüntü işlemeye başlayabilir ve bilgisayarınızla üçüncü bir göze sahip olmanın keyfini çıkarabilirsiniz.

Bu projeyi ElectroPeak'in resmi web sitesinde de okuyabilirsiniz:https://electropeak.com/learn/guides/introduction/