Úvod do spracovania obrazu: Pixy a jeho alternatívy: 6 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

V tomto článku vysvetlíme význam digitálneho spracovania obrazu (DIP) a dôvody, prečo používať hardvér ako Pixy a ďalšie nástroje na spracovanie fotografií alebo videí. Na konci tohto článku sa dozviete:

• Ako vzniká digitálny obraz.
• Čo je to digitálne spracovanie obrazu.
• Nástroje na spracovanie obrazu.
• Čo je Pixy a ako ho používať.

Krok 1: Čo je spracovanie obrazu?

Fotografie, videá a spravidla obrázky okrem toho, že šetria chvíľu našich spomienok, majú aj ďalšie aplikácie. Možno vidíte bezpečnostné kamery na verejných miestach alebo vidíte robotov, ktorí sledujú čiaru, objekt alebo pokročilejšiu osobu, ktorá si uvedomuje situáciu, oddeľuje nečistoty od výrobkov na výrobnej linke a mnoho podobných alebo dokonca podobných aplikácií robí s určitými výpočtami na obrázkoch a týchto výpočty sa nazývajú spracovanie obrazu.

Na lepšie pochopenie je užitočné poznať štruktúru obrázku. Každý obrázok je signál s hodnotami pixelov v ktoromkoľvek bode. (pixel je základnou jednotkou digitálneho obrazu, ktorý môže mať rôzne hodnoty pre svoj jas a/alebo farbu, tieto hodnoty sa nazývajú „intenzita“) Signál je signál spojitého napätia daný vizuálnym senzorom, tento signál bude prevedený na digitálny s niektorými procesmi, ako je vzorkovanie. Digitálna forma týchto údajov je ako dvojrozmerné pole alebo matica, ktoré vytvárajú digitálny obraz, takže ich forma je f (X, Y) pre umiestnenie a hodnotu. Nezabudnite, že každé video je skupina obrázkov, ktoré sa prehrávajú so špecifickou rýchlosťou prehrávania za sekundu.

Po vytvorení obrazu sa spustí proces. Na aký účel potrebujeme postup? Ak potrebujeme informácie z obrázku, použijeme počítačové videnie. Počítačové videnie je spôsob, ako emulovať ľudské videnie. Ľudský zrak má schopnosť sa „učiť“a poskytovať údaje z vizuálnych vstupov. Počítačové videnie je v zásade oblasť, vďaka ktorej počítač získal porozumenie na vysokej úrovni z digitálnych obrázkov alebo videí, a to aj pre použitie v reálnom čase; a digitálne spracovanie obrazu je toho súčasťou.

Krok 2: Ako vykonať spracovanie obrazu?

Ak uvažujeme o robotickej aplikácii na spracovanie obrazu, existujú dva spôsoby:

1. výber obvyklého kamerového modulu (poskytnutie obrazu bez akéhokoľvek spracovania) a potom použitie programovania a výpočtov užívateľom.
2. Používanie tvrdého tovaru, ktorý robí tento proces pre rýchlejšie a jednoduchšie použitie; Ako pixy fotoaparát…

prvé riešenie: Pre prvý spôsob existujú na kódovanie rôzne soft wary ako MATLAB alebo knižnice ako OpenCV. V nástrojoch na spracovanie existujú aj ďalšie názvy; ale populárne mená, ktoré hľadajú toto spracovanie, sú OpenCV a MATLAB. Pozrime sa na ich rýchle porovnanie. pomôže nám tabuľka porovnávania MATLABu a OpenCV.

Druhé riešenie: použitie špeciálneho hardvéru! ako fotoaparáty so schopnosťou spracovania obrazu. Obvykle majú používateľské rozhranie a nepotrebujú kódovanie. Zdá sa to jednoduchšie, ale nejakým spôsobom to obmedzuje a môžu robiť to, čo je na to určené; napríklad kamera na detekciu tváre nemôže normálne rozpoznávať farby (možno s určitými zmenami vo firmvéri môže zmeniť algoritmus rozpoznávania, ale je to náročný a nie bežný spôsob!) Dva spôsoby, ale ktorý je lepší?

druhý graf je porovnaním dvoch spôsobov.

Krok 3: Začíname so spoločnosťou Pixy

PIXY je jedným z kamerových modulov určených na spracovanie obrazu, rozpoznávací algoritmus je filtrovanie na základe farieb. Hlavným účelom tejto kamery je rozpoznať farby a pomenovať ich ako známy objekt. Tento fotoaparát sa dokáže „naučiť“, v akých farbách ste si to najskôr „mysleli“.

Teraz, keď viete, čo je Pixy, pozrime sa, ako môžeme začať používať Pixy.

Krok 4: Požadovaný hardvér

Obrazový snímač Pixy CMUcam5

Arduino UNO R3

Krok 5: Začíname so spoločnosťou Pixy

Teraz poďte s nami krok za krokom až do konca:

Prvý krok:

Nákup pixy! Bežné PIXY a PIXY2 sú dve verzie pixelových kamier. kliknutím na odkaz vyššie si kúpite bežný typ, v ktorom pokračujeme krokmi používania tejto nástenky.

Za druhé:

Zapnite to. Doska má port USB na napájanie. Napájať sa bude z USB portu počítača. Napájať sa dá pomocou dvoch pinov za doskou s batériou (6-10 V).

Tretí:

Pripojte ho k počítaču pomocou kábla USB. Jeden koniec k počítaču a druhý k portu micro USB zariadenia PIXY.

Forth:

Tu si stiahnite softvér svojej kamery. PIXY Mon je aplikácia PIXY pre platformu Linux, Mac a Windows. Čo táto aplikácia dokáže, je konfigurácia a ukážka toho, čo PIXY vidí.

Po piate:

Až do tohto bodu nemusí byť kamera nevyhnutne pripojená k mikrokontroléru alebo doske, ak potrebujete vidieť a rozpoznávať bez ničoho iného; rozpoznávanie nezávisí od mikro pripojenia. Každopádne pre výučbu vyberte predmet s výrazným a dobrým odtieňom. Vzhľadom na algoritmus rozpoznávania filtrovania farieb založený na odtieňoch môže odtieň a svetlo prostredia ovplyvniť výsledok. Nevyberajte preto biele, čierne alebo sivé predmety, pretože tieto farby nie sú odtiene!

Po šieste:

Začnite učiť stlačením tlačidla na vrchu PIXY. Najprv LED dióda zabliká a potom LED dióda RGB získa farbu centrálnej časti oblasti zraku. Vyberte objekt pred kamerou, ak LED dióda ukazovala správnu farbu, ukazuje pravé uzamknutie. vzdialenosť medzi šošovkami a predmetom by mala byť 6-20 palcov. Druhým spôsobom je použitie PIXY MON; v PIXY MON vybral veľkú plochu objektu a potom objekt vyberie.

Siedme:

Mriežka objektu sa zobrazí v pixelovom mon. skontrolujte, či je mriežka správnou oblasťou objektu bez pozadia. Posuvníky v konfigurácii môžu pomôcť mať lepšiu oblasť.

Ôsmy:

Teraz pre každú „farbu“fotoaparát nastaví číslo. 7 podpisov znamená 7 farieb na rozpoznanie. Použitím farieb blízko seba, napríklad štítku s farbami červeno-ružovo-modrej, môžete definovať predmet alebo miesto pre kameru, napríklad tento štítok zobrazuje miesto pri dverách. S týmto fotoaparátom to môže pomôcť rozpoznať tisíce predmetov! Táto sada farieb sa nazýva „kód farby“alebo CC. na nastavenie CC by ste mali použiť PIXY mon a potom ho môžete použiť ako každý podpis.

Po deviate:

Po úspešnom učení, ak je k kamere pripojený mikrokontrolér alebo doska, môže poskytnúť objekt detekovaný pixy. Ak používate Arduino, na pripojenie použite tento vývod. (kliknutím sem získate ďalšie informácie), potom si stiahnite knižnicu PIXY tu, pridajte ju do knižníc Arduina v smere Sketch> Include library> Add ZIP library. Teraz vyberte súbor zip knižnice. Hotovo! Teraz s predvoleným náčrtom PIXY poskytne X a Y (umiestnenie) a šírku a dĺžku (veľkosť) objektu. Môžu byť použité aj iné náčrty; ako pan a tilt. Pripojenie ostatných dosiek nájdete tu.

POZNÁMKA: Vyučovanie má dve metódy, ako sme si vysvetlili: 1. Používanie PIXY bez PIXY MON, podobne ako to robia roboty a nie sú pripojené k počítaču. Metóda bude, ale ako nastaviť číslo podpisu? LED dióda, ak PIXY zmení farbu v prvých chvíľach vyučovania, kliknutím na ktorú farbu nastavíte číslo; z červeného významu 1 do fialového významu 7. V metóde 2 sa nastavenie čísla vykoná iba s aplikáciou.

Krok 6: Veľmi blízko k „KONCI“

Vysvetlili sme, čo spôsobilo potrebu používať obrázky, čo je digitálne spracovanie obrazu a ako sa to dá urobiť. Aké spôsoby máme a z hardvéru, ktorý nám v súčasnosti môže pomôcť, sme si na vysvetlenie vybrali PIXY. vysvetlili sme, ako to funguje a čo robiť, ak ste začiatočníkom pixelových kamier! Teraz môžete začať spracovanie obrazu pre svojho malého robota a užiť si tretie oko s počítačom.

Tento projekt si môžete prečítať aj na oficiálnom webe spoločnosti ElectroPeak: