Un'introduzione all'elaborazione delle immagini: Pixy e le sue alternative: 6 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

In questo articolo, spiegheremo il significato di Digital Image Processing (DIP) e le ragioni per utilizzare hardware come Pixy e altri strumenti per eseguire un processo su immagini o video. Alla fine di questo articolo imparerai:

• Come si forma un'immagine digitale.
• Che cos'è l'elaborazione digitale delle immagini.
• Strumenti per l'elaborazione delle immagini.
• Che cos'è Pixy e come usarlo.

Passaggio 1: cos'è l'elaborazione delle immagini?

Foto, video e in genere immagini oltre a salvare un momento dei nostri ricordi, hanno anche altre applicazioni. Forse vedi telecamere di sicurezza in luoghi pubblici o vedi robot che seguono una linea, un oggetto o qualcosa di più avanzato che si rende conto della situazione, separando le impurità dai prodotti sulla linea di produzione e molte applicazioni simili o addirittura non simili stanno facendo con alcuni calcoli su immagini e questi i calcoli sono denominati elaborazione delle immagini.

Per una migliore comprensione, è utile conoscere la struttura dell'immagine. Ogni immagine è un segnale con i valori dei pixel in qualsiasi punto. (il pixel è l'unità base di un'immagine digitale che può avere valori diversi per la sua luminosità e/o colore, questi valori sono chiamati “intensità”) Il segnale è il segnale di tensione continua dato dal sensore visivo, questo segnale verrà convertito in digitale forma con alcuni processi come il campionamento. La forma digitale di questi dati è come una matrice o una matrice bidimensionale che crea un'immagine digitale, quindi la loro forma è f (X, Y) per la posizione e il valore. Non dimenticare che ogni video è un insieme di immagini riprodotte con una velocità di riproduzione specifica in un secondo.

Dopo aver formato un'immagine, il processo inizierà. Per quale scopo abbiamo bisogno di un processo? Se abbiamo bisogno di informazioni da un'immagine, useremo la visione artificiale. La computer vision è un modo per emulare la visione umana. La visione umana ha la capacità di "imparare" e fornire dati da input visivi. La visione artificiale è fondamentalmente il campo che ha reso il computer per ottenere una comprensione di alto livello da immagini o video digitali, anche per utilizzi in tempo reale; e l'elaborazione delle immagini digitali ne fa parte.

Passaggio 2: come eseguire l'elaborazione delle immagini?

Se stiamo pensando a un'applicazione robotica per l'elaborazione delle immagini, ci sono due modi:

1. scegliendo un normale modulo fotocamera (che fornisce l'immagine senza alcuna elaborazione su di essa) e quindi utilizzando la programmazione e i calcoli dell'utente.
2. Utilizzo di hardware che eseguono questo processo per un utilizzo più rapido e semplice; Come la macchina fotografica pixy…

prima soluzione: per il primo modo, ci sono diversi software come MATLAB o librerie come OpenCV per la codifica. Ci sono anche altri nomi negli strumenti di elaborazione; ma i nomi popolari che cercano questa elaborazione sono OpenCV e MATLAB. Vediamo un veloce confronto tra loro. il grafico del confronto MATLAB e OpenCV ci aiuterà.

Seconda soluzione: utilizzare un hardware speciale! come le fotocamere con la capacità di elaborazione delle immagini. Di solito hanno un'interfaccia utente e non necessitano di codifica. Sembra più facile, ma in qualche modo crea dei limiti e possono fare ciò per cui sono specificati; ad esempio, una fotocamera per il rilevamento del volto non può eseguire normalmente il riconoscimento del colore (forse con alcune modifiche al firmware può cambiare l'algoritmo di riconoscimento ma è un modo difficile e non comune!) In due modi, ma qual è il migliore?

il secondo grafico è il confronto di due modi.

Passaggio 3: iniziare con Pixy

PIXY è uno dei moduli della fotocamera specificati per l'elaborazione delle immagini, l'algoritmo di riconoscimento è un filtro basato sul colore. Lo scopo principale di questa fotocamera è riconoscere i colori e nominarli come oggetti familiari. Questa fotocamera può "imparare" a quali colori hai "pensato" all'inizio.

Ora che sai cos'è Pixy, vediamo come possiamo iniziare a usare Pixy.

Passaggio 4: hardware richiesto

Sensore di immagine Pixy CMUcam5

Arduino UNO R3

Passaggio 5: iniziare con Pixy

Ora, vieni con noi passo dopo passo fino alla fine:

Primo passo:

Comprare un folletto! PIXY e PIXY2 regolari sono due versioni di fotocamere pixy. fai clic sul link sopra per acquistare il tipo normale, che continuiamo con i passaggi dell'utilizzo di questa scheda.

Secondo:

Accendilo. La scheda ha una porta USB per l'alimentazione. Sarà alimentato collegandosi alla porta USB del computer. Può essere alimentato tramite due pin dietro la scheda con batteria (6-10v).

Terzo:

Collegalo al computer tramite cavo USB. Un'estremità al computer e l'altra alla porta micro USB di PIXY.

Via:

Scarica qui il software della tua cam. PIXY Mon è l'applicazione di PIXY per piattaforma Linux, Mac e Windows. Ciò che questa app può fare è la configurazione e mostrare ciò che PIXY può vedere.

Quinto:

Fino a questo punto, la fotocamera non ha bisogno di essere collegata necessariamente a un microcontrollore oa una scheda se si ha bisogno di vedere e riconoscere senza nient'altro; il riconoscimento non dipende dalla micro connessione. Ad ogni modo, per insegnare, seleziona un oggetto con una tonalità distinta e buona. A causa dell'algoritmo di riconoscimento del filtro del colore basato sulla tonalità, la tonalità e la luce dell'ambiente possono influenzare il risultato. Quindi, non scegliere oggetti bianchi, neri o grigi perché questi colori non sono tonalità!

Sesto:

Premi il pulsante sopra PIXY per iniziare a insegnare. Innanzitutto, il LED lampeggerà e successivamente un LED RGB assumerà il colore della parte centrale dell'area di visualizzazione. Scegli l'oggetto davanti alla telecamera, se il LED ha mostrato il colore giusto mostra il blocco corretto. la distanza tra le lenti e l'oggetto dovrebbe essere di 6-20 pollici. Il secondo modo è usare PIXY MON; sceglie una grande area dell'oggetto in PIXY MON e poi seleziona l'oggetto.

Settimo:

La griglia dell'oggetto verrà mostrata in pixy mon. vedere se la griglia è l'area destra dell'oggetto senza includere lo sfondo. I cursori nella configurazione possono aiutare ad avere un'area migliore.

Ottavo:

Ora per ogni “colore”, la telecamera imposterà un numero. 7 firme significano 7 colori da riconoscere. Con l'utilizzo di colori vicini tra loro, ad esempio, un'etichetta con i colori rosso-rosa-blu è possibile definire un oggetto o un luogo per la telecamera, ad esempio quell'etichetta mostra il posto della porta. Questo può aiutare a riconoscere migliaia di oggetti con questa fotocamera! Questo insieme di colori è chiamato "codice colore" o CC. per impostare CC dovresti usare PIXY mon e poi può essere usato come qualsiasi firma.

Nono:

Dopo un insegnamento di successo, se un microcontrollore o una scheda è collegata alla telecamera, può fornire l'oggetto rilevato da pixy. Se stai usando un Arduino, usa questo pinout per la connessione. (clicca qui per maggiori informazioni), quindi scarica la libreria PIXY qui, aggiungi alle librerie di Arduino nella direzione di Sketch>Includi libreria>Aggiungi libreria ZIP. Ora seleziona il file zip della libreria. Fatto! Ora con lo schizzo predefinito di PIXY, fornirà X e Y (posizione) e larghezza e lunghezza (dimensione) dell'oggetto. Possono essere utilizzati anche altri schizzi; come pan e tilt. Per la connessione di altre schede, puoi vedere qui.

NOTA: L'insegnamento ha due metodi come abbiamo spiegato: 1. Usare PIXY senza PIXY MON, come fanno i robot e non sono collegati a un PC. Il metodo sarà ma come impostare il numero della firma? Il led se il PIXY cambierà colore nei primi momenti di insegnamento, il click che farete su quale colore imposterà il numero; da rosso significato 1 a viola significato 7. Nel metodo 2, l'impostazione del numero verrà eseguita solo con l'applicazione.

Passaggio 6: molto vicino a "THE END"

Abbiamo spiegato cosa ha reso necessario l'uso delle immagini, cos'è l'elaborazione digitale delle immagini e come può essere eseguita. In quali modi abbiamo e dall'hardware che attualmente può aiutarci, abbiamo scelto PIXY per la spiegazione. abbiamo spiegato come funziona e cosa fare se sei un principiante delle fotocamere pixy! Ora puoi avviare l'elaborazione delle immagini per il tuo piccolo robot e divertirti ad avere un terzo occhio con il tuo computer.

Puoi anche leggere questo progetto sul sito ufficiale di ElectroPeak: