Εισαγωγή στην επεξεργασία εικόνας: Pixy & Its Alternatives: 6 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Σε αυτό το άρθρο, θα εξηγήσουμε την έννοια της Digitalηφιακής Επεξεργασίας Εικόνας (DIP) και τους λόγους χρήσης υλικού όπως το Pixy και άλλα εργαλεία για την πραγματοποίηση μιας διαδικασίας σε εικόνες ή βίντεο. Στο τέλος αυτού του άρθρου, θα μάθετε:

• Πώς δημιουργείται μια ψηφιακή εικόνα.
• Τι είναι η ψηφιακή επεξεργασία εικόνας.
• Εργαλεία για την επεξεργασία εικόνας.
• Τι είναι το Pixy και πώς να το χρησιμοποιήσετε

Βήμα 1: Τι είναι η επεξεργασία εικόνας;

Οι φωτογραφίες, τα βίντεο και γενικά οι εικόνες εκτός από την αποθήκευση μιας στιγμής από τις αναμνήσεις μας, έχουν και άλλες εφαρμογές. Maybeσως βλέπετε κάμερες ασφαλείας σε δημόσιους χώρους ή βλέπετε ρομπότ να παρακολουθούν μια γραμμή, αντικείμενο ή πιο προχωρημένα να συνειδητοποιούν την κατάσταση, να διαχωρίζουν τις ακαθαρσίες από τα προϊόντα της γραμμής παραγωγής και πολλές παρόμοιες ή και όχι παρόμοιες εφαρμογές να κάνουν με κάποιους υπολογισμούς στις εικόνες και αυτές οι υπολογισμοί ονομάζονται επεξεργασία εικόνας.

Για καλύτερη κατανόηση, είναι χρήσιμο να γνωρίζετε τη δομή της εικόνας. Κάθε εικόνα είναι ένα σήμα με τις τιμές pixel σε οποιοδήποτε σημείο του. (το pixel είναι η βασική μονάδα μιας ψηφιακής εικόνας που μπορεί να έχει διαφορετικές τιμές για τη φωτεινότητα και/ή το χρώμα της, οι τιμές αυτές ονομάζονται «ένταση») Το σήμα είναι το σήμα συνεχούς τάσης που δίνεται από τον οπτικό αισθητήρα, το σήμα αυτό θα μετατραπεί σε ψηφιακό σχηματίζονται με κάποιες διαδικασίες όπως η δειγματοληψία. Η ψηφιακή μορφή αυτών των δεδομένων είναι σαν ένας δισδιάστατος πίνακας ή μήτρα που δημιουργεί μια ψηφιακή εικόνα έτσι ώστε η μορφή τους να είναι f (X, Y) για τη θέση και την τιμή. Μην ξεχνάτε ότι κάθε βίντεο είναι ένα σύνολο εικόνων που παίζουν με συγκεκριμένο ρυθμό αναπαραγωγής σε ένα δευτερόλεπτο.

Αφού σχηματίσετε μια εικόνα, η διαδικασία θα ξεκινήσει. Για ποιο σκοπό χρειαζόμαστε μια διαδικασία; Εάν χρειαζόμαστε πληροφορίες από μια εικόνα, θα χρησιμοποιήσουμε την όραση υπολογιστή. Η όραση υπολογιστή είναι ένας τρόπος προσομοίωσης της ανθρώπινης όρασης. Η ανθρώπινη όραση έχει την ικανότητα να «μαθαίνει» και να δίνει δεδομένα από οπτικές εισόδους. Η όραση υπολογιστή βασικά είναι το πεδίο που έκανε τον υπολογιστή να αποκτήσει κατανόηση υψηλού επιπέδου από ψηφιακές εικόνες ή βίντεο, ακόμη και για χρήσεις σε πραγματικό χρόνο. και η ψηφιακή επεξεργασία εικόνας είναι μέρος αυτού.

Βήμα 2: Πώς να κάνετε επεξεργασία εικόνας;

Αν σκεφτόμαστε μια ρομποτική εφαρμογή για επεξεργασία εικόνας, υπάρχουν δύο τρόποι:

1. επιλογή μιας συνηθισμένης μονάδας κάμερας (παροχή της εικόνας χωρίς καμία επεξεργασία σε αυτήν) και στη συνέχεια χρήση προγραμματισμού και υπολογισμών από τον χρήστη.
2. Χρησιμοποιώντας σκληρά είδη που κάνουν αυτήν τη διαδικασία για ταχύτερη και ευκολότερη χρήση. Σαν pixy camera…

πρώτη λύση: Για τον πρώτο τρόπο, υπάρχουν διάφορα μαλακά είδη όπως το MATLAB ή βιβλιοθήκες όπως το OpenCV για κωδικοποίηση. Υπάρχουν και άλλα ονόματα στα εργαλεία επεξεργασίας. αλλά τα δημοφιλή ονόματα που αναζητούν αυτήν την επεξεργασία είναι OpenCV και MATLAB. Ας δούμε μια γρήγορη σύγκριση μεταξύ τους. το διάγραμμα σύγκρισης MATLAB και OpenCV θα μας βοηθήσει.

Δεύτερη λύση: χρήση ειδικού υλικού! όπως κάμερες με δυνατότητα επεξεργασίας εικόνας. Συνήθως έχουν διεπαφή χρήστη και δεν χρειάζονται κωδικοποίηση. Αυτό φαίνεται πιο εύκολο, αλλά με κάποιον τρόπο θέτει περιορισμούς και μπορούν να κάνουν αυτό που έχουν καθοριστεί γι 'αυτό. για παράδειγμα, μια κάμερα ανίχνευσης προσώπου δεν μπορεί να κάνει την αναγνώριση χρώματος κανονικά (ίσως με κάποιες αλλαγές στο υλικολογισμικό να αλλάξει ο αλγόριθμος αναγνώρισης, αλλά αυτός είναι ένας σκληρός και όχι συνηθισμένος τρόπος!) Δύο τρόποι, αλλά ποιος είναι καλύτερος;

το δεύτερο διάγραμμα είναι η σύγκριση δύο τρόπων.

Βήμα 3: Ξεκινώντας από το Pixy

Το PIXY είναι μία από τις μονάδες κάμερας που έχει οριστεί για επεξεργασία εικόνας, ο αλγόριθμος αναγνώρισης βασίζεται σε φιλτράρισμα με βάση το χρώμα. Ο κύριος σκοπός αυτής της κάμερας είναι η αναγνώριση των χρωμάτων και η ονομασία τους ως οικείο αντικείμενο. Αυτή η κάμερα μπορεί να «μάθει» τι χρώματα την «σκεφτήκατε» στην αρχή.

Τώρα που γνωρίζετε τι είναι το Pixy, ας δούμε πώς μπορούμε να αρχίσουμε να χρησιμοποιούμε το Pixy.

Βήμα 4: Απαιτούμενα Hardwares

Αισθητήρας εικόνας Pixy CMUcam5

Arduino UNO R3

Βήμα 5: Ξεκινώντας από το Pixy

Ελάτε μαζί μας βήμα προς βήμα μέχρι το τέλος:

Το πρώτο βήμα:

Αγοράζοντας ένα pixy! Τα κανονικά PIXY και PIXY2 είναι δύο εκδόσεις pixy κάμερες. κάντε κλικ στον παραπάνω σύνδεσμο για να αγοράσετε τον κανονικό τύπο, τον οποίο συνεχίζουμε με τα βήματα χρήσης αυτού του πίνακα.

Δεύτερος:

Ενεργοποιήστε το. Ο πίνακας διαθέτει θύρα USB για τροφοδοσία. Θα τροφοδοτείται με σύνδεση σε θύρα USB υπολογιστή. Μπορεί να τροφοδοτηθεί μέσω δύο ακίδων πίσω από την πλακέτα με μπαταρία (6-10v).

Τρίτος:

Συνδέστε τον στον υπολογιστή μέσω καλωδίου USB. Το ένα άκρο στον υπολογιστή και το άλλο στη θύρα micro USB του PIXY.

Εμπρός:

Κατεβάστε το λογισμικό της κάμερας σας εδώ. Το PIXY Mon είναι η εφαρμογή του PIXY για πλατφόρμα Linux, Mac και Windows. Αυτό που μπορεί να κάνει αυτή η εφαρμογή είναι η διαμόρφωση και η εμφάνιση του PIXY.

Πέμπτος:

Μέχρι αυτό το σημείο, η κάμερα δεν χρειάζεται να είναι απαραίτητα συνδεδεμένη με μικροελεγκτή ή πλακέτα, εάν πρέπει να βλέπετε και να αναγνωρίζετε χωρίς τίποτα άλλο. η αναγνώριση δεν εξαρτάται από τη μικροσύνδεση. Τέλος πάντων, για διδασκαλία, επιλέξτε ένα αντικείμενο με διακριτή και καλή απόχρωση. Λόγω του αλγόριθμου αναγνώρισης φιλτραρίσματος χρώματος που βασίζεται σε απόχρωση, η απόχρωση και το φως του περιβάλλοντος μπορούν να επηρεάσουν το αποτέλεσμα. Έτσι, μην επιλέγετε λευκά, μαύρα ή γκρι αντικείμενα γιατί αυτά τα χρώματα δεν έχουν απόχρωση!

Εκτος:

Πατήστε το κουμπί στο πάνω μέρος του PIXY για να ξεκινήσετε τη διδασκαλία. Αρχικά, το LED θα αναβοσβήνει και μετά από αυτό, ένα LED RGB θα πάρει το χρώμα του κεντρικού τμήματος της περιοχής θέασης. Επιλέξτε το αντικείμενο μπροστά από την κάμερα, εάν το LED έδειξε το σωστό χρώμα, δείχνει σωστό κλείδωμα. η απόσταση μεταξύ των φακών και του αντικειμένου πρέπει να είναι 6-20 ίντσες. Ο δεύτερος τρόπος είναι η χρήση του PIXY MON. επέλεξε μια μεγάλη περιοχή του αντικειμένου στο PIXY MON και στη συνέχεια επιλέγει το αντικείμενο.

Εβδομος:

Το πλέγμα του αντικειμένου θα εμφανιστεί σε pixy mon. δείτε αν το πλέγμα είναι η σωστή περιοχή του αντικειμένου που δεν περιλαμβάνει το φόντο. Τα ρυθμιστικά σε διαμόρφωση μπορούν να σας βοηθήσουν να έχετε μια καλύτερη περιοχή.

Ογδοο:

Τώρα για κάθε "χρώμα", η κάμερα θα ορίσει έναν αριθμό. 7 υπογραφές σημαίνουν 7 χρώματα για αναγνώριση. Με τη χρήση χρωμάτων κοντά το ένα στο άλλο, για παράδειγμα, μια ετικέτα με τα χρώματα του κόκκινου-ροζ-μπλε μπορείτε να ορίσετε ένα αντικείμενο ή θέση για κάμερα, για παράδειγμα, αυτή η ετικέτα δείχνει το μέρος της πόρτας. Αυτό μπορεί να βοηθήσει στην αναγνώριση χιλιάδων αντικειμένων με αυτήν την κάμερα! Αυτό το σύνολο χρωμάτων ονομάζεται "κωδικός χρώματος" ή CC. για τη ρύθμιση του CC θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε PIXY mon και στη συνέχεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί όπως κάθε υπογραφή.

Ενατος:

Μετά από μια επιτυχημένη διδασκαλία, εάν ένας μικροελεγκτής ή ένας πίνακας είναι συνδεδεμένος στην κάμερα, μπορεί να δώσει το αντικείμενο που ανιχνεύεται από pixy. Εάν χρησιμοποιείτε Arduino, χρησιμοποιήστε αυτό το pinout για σύνδεση. (κάντε κλικ εδώ για περισσότερες πληροφορίες), στη συνέχεια κατεβάστε τη βιβλιοθήκη PIXY εδώ, προσθέστε στις βιβλιοθήκες του Arduino προς την κατεύθυνση Sketch> Include library> Add ZIP Library. Τώρα επιλέξτε το αρχείο zip της βιβλιοθήκης. Αυτό έγινε! Τώρα με το προεπιλεγμένο σκίτσο του PIXY, θα δώσει τα Χ και Υ (τοποθεσία) και πλάτος και μήκος (μέγεθος) του αντικειμένου. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν και άλλα σκίτσα. όπως το τηγάνι και η κλίση. Για τη σύνδεση με άλλους πίνακες, μπορείτε να δείτε εδώ.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Η διδασκαλία έχει δύο μεθόδους όπως εξηγήσαμε: 1. Χρήση PIXY χωρίς PIXY MON, όπως αυτό που κάνουν τα ρομπότ και δεν είναι συνδεδεμένα με υπολογιστή. Η μέθοδος θα είναι αλλά πώς να ορίσετε τον αριθμό υπογραφής; Το led αν το PIXY θα αλλάξει χρώμα τις πρώτες στιγμές της διδασκαλίας, το κλικ που κάνετε σε ποιο χρώμα θα ορίσει τον αριθμό. από κόκκινο νόημα 1 έως ιώδες νόημα 7. Στη μέθοδο 2, η ρύθμιση αριθμού θα γίνει μόνο με εφαρμογή.

Βήμα 6: Πολύ κοντά στο «ΤΕΛΟΣ»

Εξηγήσαμε για το τι έκανε την ανάγκη χρήσης εικόνων, τι είναι η ψηφιακή επεξεργασία εικόνας και πώς μπορεί να γίνει. Ποιους τρόπους έχουμε και από υλικό που μπορεί να μας βοηθήσει αυτήν τη στιγμή, επιλέξαμε το PIXY για την εξήγηση. εξηγήσαμε πώς λειτουργεί και τι πρέπει να κάνετε εάν είστε αρχάριος των pixy φωτογραφικών μηχανών! Τώρα μπορείτε να ξεκινήσετε την επεξεργασία εικόνας για το μικρό σας ρομπότ και να απολαύσετε το τρίτο μάτι με τον υπολογιστή σας.

Μπορείτε επίσης να διαβάσετε αυτό το έργο στον επίσημο ιστότοπο της ElectroPeak: