Úvod do zpracování obrazu: Pixy a jeho alternativy: 6 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

V tomto článku vysvětlíme význam digitálního zpracování obrazu (DIP) a důvody pro použití hardwaru, jako je Pixy a dalších nástrojů k vytvoření postupu pro obrázky nebo videa. Na konci tohoto článku se dozvíte:

• Jak vzniká digitální obraz.
• Co je to digitální zpracování obrazu.
• Nástroje pro zpracování obrazu.
• Co je Pixy a jak jej používat.

Krok 1: Co je zpracování obrazu?

Fotografie, videa a obecně obrázky kromě uložení chvilky našich vzpomínek mají i další aplikace. Možná vidíte bezpečnostní kamery na veřejných místech nebo vidíte roboty, kteří sledují čáru, objekt nebo pokročilejší, kteří si uvědomují situaci, oddělují nečistoty z produktů na výrobní lince a spousta podobných nebo dokonce podobných aplikací dělá s některými výpočty na obrázcích a těchto výpočty jsou pojmenovány zpracování obrazu.

Pro lepší pochopení je užitečné znát strukturu obrázků. Každý obrázek je signál s hodnotami pixelů v libovolném bodě. (pixel je základní jednotka digitálního obrazu, která může mít různé hodnoty pro svůj jas a/nebo barvu, tyto hodnoty se nazývají „intenzita“) Signál je signál spojitého napětí vydávaný vizuálním senzorem, tento signál bude převeden na digitální s některými procesy, jako je vzorkování. Digitální forma těchto dat je jako dvojrozměrné pole nebo matice vytvářející digitální obraz, takže jejich forma je f (X, Y) pro umístění a hodnotu. Nezapomeňte, že každé video je sada obrázků, které se přehrávají s konkrétní rychlostí přehrávání za sekundu.

Po vytvoření obrazu se spustí proces. K jakému účelu potřebujeme postup? Pokud potřebujeme informace z obrázku, použijeme počítačové vidění. Počítačové vidění je způsob, jak emulovat lidské vidění. Lidské vidění má schopnost „učit se“a poskytovat data z vizuálních vstupů. Počítačové vidění je v podstatě pole, díky kterému počítač získal porozumění na vysoké úrovni z digitálních obrázků nebo videí, a to i pro použití v reálném čase; a digitální zpracování obrazu je toho součástí.

Krok 2: Jak provádět zpracování obrazu?

Pokud uvažujeme o robotické aplikaci pro zpracování obrazu, existují dva způsoby:

1. výběr obvyklého kamerového modulu (poskytnutí obrazu bez jakéhokoli zpracování) a poté použití programování a výpočtů uživatelem.
2. Používání tvrdého zboží, které tento proces provádí pro rychlejší a snadnější použití; Jako pixy fotoaparát…

první řešení: Pro první způsob existují různé soft wary jako MATLAB nebo knihovny jako OpenCV pro kódování. V nástrojích pro zpracování existují i další jména; ale populární jména hledající toto zpracování jsou OpenCV a MATLAB. Podívejme se na jejich rychlé srovnání. pomůže nám graf srovnání MATLABu a OpenCV.

Druhé řešení: použití speciálního hardwaru! jako fotoaparáty se schopností zpracování obrazu. Obvykle mají uživatelské rozhraní a nepotřebují kódování. Zdá se to jednodušší, ale nějak to omezuje a může dělat to, co je pro to specifikováno; například kamera pro detekci obličeje nemůže normálně rozpoznávat barvy (možná s některými změnami ve firmwaru může změnit algoritmus rozpoznávání, ale to je těžký a ne běžný způsob!) Dva způsoby, ale který je lepší?

druhý graf je srovnání dvou způsobů.

Krok 3: Začínáme s Pixy

PIXY je jedním z kamerových modulů určených pro zpracování obrazu, rozpoznávací algoritmus je filtrování podle barev. Hlavním účelem této kamery je rozpoznávat barvy a pojmenovat je jako známý objekt. Tato kamera se může „naučit“, jaké barvy jste si na ni „mysleli“.

Nyní, když víte, co je Pixy, podívejme se, jak můžeme Pixy začít používat.

Krok 4: Požadované hardwarové vybavení

Obrazový snímač Pixy CMUcam5

Arduino UNO R3

Krok 5: Začínáme s Pixy

Pojďte s námi krok za krokem až do konce:

První krok:

Nákup pixy! Regular PIXY a PIXY2 jsou dvě verze pixy kamer. kliknutím na odkaz výše zakoupíte běžný typ, ve kterém pokračujeme kroky používání této desky.

Druhý:

Zapněte to. Deska má USB port pro napájení. Napájen bude připojením k USB portu počítače. Lze jej napájet pomocí dvou pinů za deskou s baterií (6–10 V).

Třetí:

Připojte jej k počítači pomocí kabelu USB. Jeden konec k počítači a druhý k portu micro USB PIXY.

Forth:

Stáhněte si software své kamery zde. PIXY Mon je aplikace PIXY pro platformu Linux, Mac a Windows. Co tato aplikace umí, je konfigurace a ukázat, co PIXY vidí.

Pátý:

Až do tohoto okamžiku nemusí být kamera nutně připojena k mikrokontroléru nebo desce, pokud potřebujete vidět a rozpoznávat bez čehokoli jiného; rozpoznávání nezávisí na mikro připojení. Každopádně pro výuku vyberte předmět s výrazným a dobrým odstínem. Vzhledem k algoritmu rozpoznávání filtrování barev založeného na odstínu může výsledek ovlivnit odstín a světlo prostředí. Nevybírejte proto bílé, černé nebo šedé předměty, protože tyto barvy nemají žádný odstín!

Šestý:

Stisknutím tlačítka v horní části PIXY zahájíte výuku. Nejprve začne blikat LED dioda a poté RGB LED získá barvu centrální části zorného pole. Vyberte objekt před kamerou, pokud LED dioda ukazovala správnou barvu, ukazuje správné zamykání. vzdálenost mezi čočkami a předmětem by měla být 6–20 palců. Druhým způsobem je použití PIXY MON; vybrala velkou oblast objektu v PIXY MON a poté vybere objekt.

Sedmý:

Mřížka objektu se zobrazí v pixy mon. zjistěte, zda je mřížka správnou oblastí objektu bez pozadí. Posuvníky v konfiguraci mohou pomoci mít lepší oblast.

Osmý:

Nyní pro každou „barvu“fotoaparát nastaví číslo. 7 podpisů znamená 7 barev k rozpoznání. Pomocí blízkých barev, například štítek s barvami červeno-růžovo-modrá, můžete definovat objekt nebo místo pro kameru, například tento štítek ukazuje místo u dveří. S touto kamerou to může pomoci rozpoznat tisíce objektů! Tato sada barev se nazývá „barevný kód“nebo CC. pro nastavení CC byste měli použít PIXY mon a poté jej lze použít jako jakýkoli podpis.

Devátý:

Po úspěšném učení, pokud je k kameře připojen mikrokontrolér nebo deska, může dát objekt detekovaný pixy. Pokud používáte Arduino, použijte tento pinout pro připojení. (kliknutím sem získáte další informace), poté si stáhněte knihovnu PIXY zde, přidejte do knihoven Arduina ve směru Sketch> Include library> Add ZIP library. Nyní vyberte zip soubor knihovny. To je hotovo! Nyní s výchozím náčrtem PIXY bude dávat X a Y (umístění) a šířku a délku (velikost) objektu. Lze použít i jiné skici; jako pánev a náklon. Další připojení desek naleznete zde.

POZNÁMKA: Výuka má dvě metody, jak jsme vysvětlili: 1. Používání PIXY bez PIXY MON, jako to, co dělají roboti a nejsou připojeni k počítači. Metoda bude, ale jak nastavit číslo podpisu? LED dioda, pokud PIXY změní barvu v prvních okamžicích výuky, kliknutím na kterou barvu nastavíte číslo; od červeného významu 1 po fialový význam 7. V metodě 2 bude nastavení čísla provedeno pouze pomocí aplikace.

Krok 6: Velmi blízko k „KONCI“

Vysvětlili jsme, co způsobilo potřebu používat obrázky, co je to digitální zpracování obrazu a jak to lze provést. Které způsoby máme a od hardwaru, který nám aktuálně může pomoci, jsme pro vysvětlení vybrali PIXY. vysvětlili jsme, jak to funguje a co dělat, pokud jste začátečník pixy kamer! Nyní můžete zahájit zpracování obrazu pro svého malého robota a užít si třetí oko u počítače.

Tento projekt si také můžete přečíst na oficiálním webu společnosti ElectroPeak: