تفکیک رنگ با پردازش تصویر و دوربین موبایل

در گذشته سیستم های بینایی ماشین با دوربین های سیاه و سفید کار می کردند، اما به تدریج با پیشرفت تکنولوژی، دوربین های رنگی وارد بینایی ماشین شدند. استفاده از رنگ ها، پردازش تصویر را ساده تر می کند. با پردازش رنگ می توانیم اجسام را تفکیک کنیم، خرابی آنها را تشخیص دهیم و کیفیت آنها را بررسی نماییم. در این مقاله می خواهیم فیوزهای رنگی را با استفاده از پردازش رنگ ها تفکیک کنیم. از نرم افزار هالکن برای اجرای این پروژه استفاده می کنیم. این نرم افزار می تواند به تمام دوربین های صنعتی و غیر صنعتی متصل گردد؛ ما در اینجا نشان داده ایم چطور به جای یک دوربین صنعتی یک دوربین موبایل ساده را به نرم افزار کارآمد هالکن متصل کنید و از آن برای پردازش قطعات رنگی استفاده نمایید.

پردازش رنگ در صنعت

انجام برخی پروژه های بینایی ماشین بدون استفاده از پردازش رنگ ها ممکن نیست. پردازش رنگ در بررسی کیفیت محصولات کاربرد دارد. مثلا با استفاده از تشخیص رنگ می توان در حوزه ی صنعت غذا در مرحله ی تولید رسیده یا نارس بودن میوه ها یا وجود لک و خرابی بر روی آنها را تشخیص داد. پردازش تصویر رنگی در صنعت خودرو سازی نیز به کار می رود. به عنوان نمونه تصویر زیر مربوط به جعبه فیوز ماشین می باشد و در آن تعدادی فیوز قرار گرفته اند. ما با آنالیز رنگ ها می توانیم بررسی کنیم که آیا تمام فیوزها در جای مناسب خود قرار گرفته اند یا خیر؟

انتخاب نرم افزار تشخیص رنگ

ما می توانیم برای پردازش تصاویر رنگی از نرم افزار قدرتمند هالکن استفاده کنیم. با این نرم افزار می توانیم به سادگی یک برنامه برای تشخیص رنگ ها بنویسیم. این برنامه می تواند با سرعت بالا تصاویر را از دوربین بگیرد، سپس آنها را پردازش و نتیجه را در خروجی نمایش می دهد. بسیاری از نرم افزارهای پردازش تصویر فقط قادر به آنالیز عکس ها به صورت آفلاين هستند اما با نرم افزار Halcon می توانیم به سادگی تصاویر رنگی را از دوربین دریافت کنیم و آنها را پردازش نماییم. در تصویر زیر می بینید که از نرم افزار هالکن برای تشخیص تعداد و رنگ  آدمک ها استفاده کرده ایم .‌

پیاده سازی سیستم پردازش رنگ فیوز با دوربین موبایل در هالکن

ما قصد داریم برنامه تشخیص رنگ فیوزها را در نرم افزار هالکن اجرا کنیم. برای اجرای این برنامه نیاز به یک دوربین و نورپردازی از نوع BackLight یا “نور از پشت” داریم. ما از دوربین موبایل برای ارسال تصاویر به برنامه هالکن استفاده کرده ایم. برای اینکه فاصله دوربین از فیوزها ثابت باشد موبایل را روی پروفیل های آلومینیومی متصل به پایه فلزی قرار داده ایم. موبایل تصاویر را به برنامه هالکن می فرستد‌؛ هالکن تصاویر را دریافت و آنها را با سرعت پردازش می کند و نتایج را نمایش می دهد.‌

در ادامه نحوه اتصال گوشی موبایل به نرم افزار پردازش تصویر هالکن را توضیح می دهیم. سپس با توجه به اینکه نورپردازی در سیستم پردازش رنگ اهمیت ویژه ای دارد دلیل استفاده از نورپردازی بک لایت را بیان می کنیم و در نهایت، نمایش نتیجه حاصل از اجرای برنامه را می بینیم.

اتصال گوشی همراه به نرم افزار هالکن

دوربین موبایل در دسترس همه ما قرار دارد، کیفیت تصاویر آن نسبتا خوب است و قابلیت تنظیمات مناسبی دارد؛ بنابراین بسیار جالب است که بدون هزینه اضافی با گوشی تلفن همراه خود می توانید تصاویر را به نرم افزار انتقال دهید و آنها را پردازش کنید!

در اینجا از یک نرم افزار واسط برای اتصال موبایل به نرم افزار هالکن استفاده کرده ایم.گوشی تلفن همراه روی پروفیل های آلومینیومی قرار گرفته است بنابراین فاصله دوربین از فیوزها ثابت است. موبایل با استفاده از شبکه WiFi به نرم افزار هالکن متصل شده است. در دوره آموزش نرم افزار هالکن جزئیات اتصال موبایل به نرم افزار هالکن را تشریح کرده ایم.

نورپردازی مناسب در سامانه تفکیک رنگ فیوزها

نور پردازی در بینایی ماشین مهمترین قدم در انجام درست پروژه است. با استفاده از نورپردازی مناسب می توانیم اطلاعاتی که در عکس ها مد نظر داریم برجسته کنیم. ما در اینجا از نورپردازی BachLight یا نور از پشت، به عنوان منبع نور استفاده کرده ایم. همانطور که در تصویر می بینید چون فیوزها شفاف هستند این نور پردازی ویژگی رنگ فیوزها را به خوبی برجسته کرده است.

تشخیص رنگ فیوزها با موبایل

با اتصال موبایل به برنامه هالکن تصویر فیوزها به برنامه ارسال می شود. برنامه ابتدا نمونه های رنگ را از ما دریافت می کند و به اصطلاح الگوریتم های پردازش را  آموزش می بیند و سپس قادر است با سرعت و دقت بالا رنگ و تعداد فیوزها را به صورت آنلاین نمایش دهد. همانطور که در شکل می بینید برنامه نوع رنگ را کنار هر فیوز نمایش می دهد و تعداد هر نوع را در گوشه تصویر چاپ می کند.

در تصویر زیر تعداد هر کدام از فیوز های نارنجی ،قرمز، آبی و زرد ۲ عدد و تعداد فیوز سبز ۳ عدد نشان داده شده است. برنامه وابسته به تعداد فیوزها نیست و هر تعداد فیوز را می توان روی لایت قرار داد. تشریح کدهای مربوط به برنامه را می توانید در دوره ی آموزش نرم افزار هالکن ببنید.‌

مثالی از کاربرد پردازش تصاویر رنگی در صنعت

در بسیاری از پروژه های صنعتی پردازش رنگ ها راهگشا هستند. به عنوان مثال در تصویر زیر می بینید که از پردازش رنگ ها در جعبه فیوز خودرو برای بررسی قرار گیری فیوزها در جای مناسب استفاده شده است. فیوزهای خودرو بر مبنای رنگ طبقه بندی می شوند. مثلا فیوز های ۱۰ آمپر قرمز و فیوز های ۱۵ آمپر آبی هستند. در شکل زیر رنگ قرمز در اطراف یک ناحیه مستطیلی به معنای وجود خطا در رنگ فیوز آن ناحیه است. آموزش کامل کدنویسی این برنامه را می توانید در دوره آموزشی نرم افزار هالکن ببنید.

تشخیص اعداد و کدها با پردازش تصویر

پردازش تصویر و شمارش عدد روی تاس با دوربین

کلاس بندی میوه ها با استفاده از پردازش تصویر