Wprowadzenie do przetwarzania obrazu: Pixy i jego alternatywy: 6 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

W tym artykule wyjaśnimy znaczenie cyfrowego przetwarzania obrazu (DIP) oraz powody używania sprzętu takiego jak Pixy i innych narzędzi do przetwarzania zdjęć lub filmów. Na końcu tego artykułu dowiesz się:

• Jak powstaje obraz cyfrowy.
• Czym jest cyfrowe przetwarzanie obrazu.
• Narzędzia do obróbki obrazu.
• Czym jest Pixy i jak z niego korzystać.

Krok 1: Co to jest przetwarzanie obrazu?

Zdjęcia, filmy i ogólnie zdjęcia oprócz utrwalenia chwili naszych wspomnień mają też inne zastosowania. Może widzisz kamery bezpieczeństwa w miejscach publicznych lub widzisz roboty śledzące linię, obiekt lub bardziej zaawansowane realizujące sytuację, oddzielające zanieczyszczenia od produktów na linii produkcyjnej i wiele podobnych lub nawet nie podobnych aplikacji, które robią z pewnymi obliczeniami na zdjęciach i obliczenia nazywane są przetwarzaniem obrazu.

Aby lepiej zrozumieć, pomocne jest poznanie struktury obrazu. Każdy obraz jest sygnałem z wartościami pikseli w dowolnym momencie. (piksel to podstawowa jednostka obrazu cyfrowego, która może mieć różne wartości jasności i/lub koloru, wartości te nazywane są „intensywnością”) Sygnał jest ciągłym sygnałem napięciowym podawanym przez czujnik wizualny, sygnał ten zostanie zamieniony na cyfrowy formularz z niektórymi procesami, takimi jak pobieranie próbek. Cyfrowa postać tych danych jest jak dwuwymiarowa tablica lub macierz tworząca obraz cyfrowy, więc ich forma to f (X, Y) dla lokalizacji i wartości. Nie zapominaj, że każdy film to zestaw obrazów odtwarzanych z określoną szybkością odtwarzania w ciągu sekundy.

Po utworzeniu obrazu rozpocznie się proces. W jakim celu potrzebujemy procesu? Jeśli potrzebujemy informacji z obrazu, użyjemy wizji komputerowej. Widzenie komputerowe to sposób na naśladowanie ludzkiego wzroku. Wizja człowieka ma zdolność „uczenia się” i przekazywania danych z wizualnych danych wejściowych. Widzenie komputerowe jest w zasadzie dziedziną, która sprawiła, że komputer uzyskał zrozumienie na wysokim poziomie z cyfrowych obrazów lub filmów, nawet do zastosowań w czasie rzeczywistym; częścią tego jest cyfrowe przetwarzanie obrazu.

Krok 2: Jak wykonać przetwarzanie obrazu?

Jeśli myślimy o zrobotyzowanej aplikacji do przetwarzania obrazu, istnieją dwa sposoby:

1. wybór zwykłego modułu kamery (dostarczenie obrazu bez jakiejkolwiek obróbki na nim), a następnie skorzystanie z programowania i obliczeń przez użytkownika.
2. Korzystanie ze sprzętu, który wykonuje ten proces, w celu szybszego i łatwiejszego użytkowania; Jak aparat pixy…

pierwsze rozwiązanie: Po pierwsze, istnieją różne programy, takie jak MATLAB lub biblioteki, takie jak OpenCV do kodowania. W narzędziach do przetwarzania są też inne nazwy; ale popularne nazwy szukające tego przetwarzania to OpenCV i MATLAB. Zobaczmy szybkie porównanie między nimi. pomoże nam wykres porównania MATLAB i OpenCV.

Drugie rozwiązanie: użycie specjalnego sprzętu! jak aparaty fotograficzne z możliwością przetwarzania obrazu. Zwykle mają interfejs użytkownika i nie wymagają kodowania. To wydaje się prostsze, ale w jakiś sposób wprowadza ograniczenia i mogą robić to, co są w tym celu określone; na przykład kamera do wykrywania twarzy nie może normalnie rozpoznawać kolorów (być może po pewnych zmianach w oprogramowaniu układowym może zmienić algorytm rozpoznawania, ale to trudny i nieczęsty sposób!) Dwa sposoby, ale co jest lepsze?

drugi wykres to porównanie dwóch sposobów.

Krok 3: Pierwsze kroki przez Pixy

PIXY to jeden z modułów kamery przeznaczonych do przetwarzania obrazu, algorytm rozpoznawania to filtrowanie oparte na kolorach. Głównym celem tego aparatu jest rozpoznawanie kolorów i nazywanie ich znanymi obiektami. Ten aparat może „uczyć się”, jakie kolory „wymyśliłeś” na początku.

Teraz, gdy wiesz, czym jest Pixy, zobaczmy, jak możemy zacząć korzystać z Pixy.

Krok 4: Wymagany sprzęt

Czujnik obrazu Pixy CMUcam5

Arduino UNO R3

Krok 5: Pierwsze kroki przez Pixy

Teraz chodź z nami krok po kroku do końca:

Pierwszy krok:

Kupowanie pixy! Zwykłe PIXY i PIXY2 to dwie wersje aparatów pixy. kliknij powyższy link, aby kupić zwykły typ, który kontynuujemy kroki korzystania z tej płyty.

Druga:

Włącz go. Płytka posiada port USB do zasilania. Będzie zasilany poprzez podłączenie do portu USB komputera. Może być zasilany przez dwa piny za płytą z baterią (6-10v).

Trzeci:

Podłącz go do komputera za pomocą kabla USB. Jeden koniec do komputera, a drugi do portu micro USB PIXY.

Naprzód:

Pobierz oprogramowanie swojej kamery tutaj. PIXY Mon to aplikacja PIXY na platformę Linux, Mac i Windows. To, co ta aplikacja może zrobić, to skonfigurować i pokazać, co może zobaczyć PIXY.

Piąty:

Do tego momentu kamera nie musi być koniecznie podłączona do mikrokontrolera lub płytki, jeśli chcesz widzieć i rozpoznawać bez niczego innego; rozpoznawanie nie zależy od połączenia mikro. W każdym razie do nauczania wybierz przedmiot o wyraźnym i dobrym odcieniu. Ze względu na algorytm rozpoznawania kolorów oparty na odcieniach, odcień i światło otoczenia mogą wpływać na wynik. Dlatego nie wybieraj białych, czarnych lub szarych przedmiotów, ponieważ te kolory nie są odcieniem!

Szósty:

Naciśnij przycisk na górze PIXY, aby rozpocząć naukę. Najpierw dioda LED zacznie migać, a następnie dioda LED RGB uzyska kolor środkowej części pola widzenia. Wybierz obiekt przed kamerą, jeśli dioda LED pokazuje właściwy kolor, pokazuje prawidłowe blokowanie. odległość między soczewkami a obiektem powinna wynosić 6-20 cali. Drugim sposobem jest użycie PIXY MON; wybrał duży obszar obiektu w PIXY MON, a następnie zaznacza obiekt.

Siódmy:

Siatka obiektu zostanie pokazana w pixy mon. sprawdź, czy siatka jest właściwym obszarem obiektu bez tła. Suwaki w konfiguracji mogą pomóc w uzyskaniu lepszego obszaru.

Ósma:

Teraz dla każdego „koloru” kamera ustawi numer. 7 podpisów oznacza 7 kolorów do rozpoznania. Używając kolorów zbliżonych do siebie, na przykład etykiety z kolorami czerwono-różowo-niebieskimi, można zdefiniować obiekt lub miejsce na kamerę, na przykład etykieta ta pokazuje miejsce drzwi. Pomoże to rozpoznać tysiące obiektów za pomocą tego aparatu! Ten zestaw kolorów nazywa się „kodem koloru” lub CC. do ustawienia CC należy użyć PIXY mon, a następnie można go używać jak każdego podpisu.

Dziewiąty:

Po udanym nauczaniu, jeśli mikrokontroler lub płytka jest podłączona do kamery, może podać obiekt wykryty przez pixy. Jeśli używasz Arduino, użyj tego wyprowadzenia do połączenia. (kliknij tutaj po więcej informacji), następnie pobierz bibliotekę PIXY tutaj, dodaj do bibliotek Arduino w kierunku Szkic> Dołącz bibliotekę> Dodaj bibliotekę ZIP. Teraz wybierz plik zip biblioteki. Gotowe! Teraz z domyślnym szkicem PIXY, poda X i Y (lokalizacja) oraz szerokość i długość (rozmiar) obiektu. Można również użyć innych szkiców; jak pan i tilt. Połączenia innych płyt można zobaczyć tutaj.

UWAGA: Nauczanie ma dwie metody, jak już wyjaśniliśmy: 1. Używanie PIXY bez PIXY MON, na przykład to, co robią roboty i nie są podłączone do komputera. Sposób będzie ale jak ustawić numer podpisu? Dioda led, jeśli PIXY zmieni kolor w pierwszych chwilach nauki, kliknięcie na który kolor ustawi liczbę; od czerwonego oznaczającego 1 do fioletowego oznaczającego 7. W metodzie 2 ustawienie liczby będzie się odbywać tylko za pomocą aplikacji.

Krok 6: Bardzo blisko „KOŃCA”

Wyjaśniliśmy, co spowodowało konieczność wykorzystania zdjęć, na czym polega cyfrowa obróbka obrazu i jak można to zrobić. Jakie mamy sposoby i ze sprzętu, który obecnie może nam pomóc, wybraliśmy PIXY do wyjaśnienia. wyjaśniliśmy, jak to działa i co zrobić, jeśli jesteś początkującym aparatem pixy! Teraz możesz rozpocząć przetwarzanie obrazu dla swojego małego robota i cieszyć się posiadaniem trzeciego oka z komputerem.

Możesz również przeczytać ten projekt na oficjalnej stronie ElectroPeak: