შესავალი სურათის დამუშავებაში: Pixy და მისი ალტერნატივები: 6 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

ამ სტატიაში ჩვენ განვმარტავთ ციფრული გამოსახულების დამუშავების მნიშვნელობას და მიზეზებს, თუ რატომ იყენებენ ტექნიკას, როგორიცაა Pixy და სხვა ინსტრუმენტები სურათების ან ვიდეოების პროცესის შესაქმნელად. ამ სტატიის ბოლოს თქვენ შეისწავლით:

• როგორ იქმნება ციფრული გამოსახულება.
• რა არის ციფრული სურათის დამუშავება.
• ინსტრუმენტები სურათის დამუშავებისთვის.
• რა არის Pixy და როგორ გამოვიყენოთ იგი.

ნაბიჯი 1: რა არის სურათის დამუშავება?

ფოტოებს, ვიდეოებს და საერთოდ სურათებს, გარდა იმისა, რომ ჩვენი მეხსიერების მომენტი ინახება, სხვა პროგრამებიც აქვს. შესაძლოა თქვენ ხედავთ უსაფრთხოების კამერებს საზოგადოებრივ ადგილებში ან ხედავთ რობოტებს, რომლებიც თვალყურს ადევნებენ ხაზს, ობიექტს ან უფრო მოწინავე აცნობიერებენ სიტუაციას, გამოყოფენ მინარევებს წარმოების ხაზის პროდუქტებისაგან და უამრავ მსგავს ან თუნდაც მსგავს პროგრამას, რომლებიც აკეთებენ გარკვეულ გამოთვლებს სურათებზე და ეს გამოთვლებს ეწოდება სურათის დამუშავება.

საუკეთესო გაგებისთვის, სასარგებლოა იცოდეთ გამოსახულების სტრუქტურა. თითოეული სურათი არის სიგნალი პიქსელის მნიშვნელობებით ამის ნებისმიერ წერტილში. (პიქსელი არის ციფრული გამოსახულების ძირითადი ერთეული, რომელსაც შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული მნიშვნელობები მისი სიკაშკაშის და/ან ფერის მიხედვით, ამ მნიშვნელობებს ეწოდება "ინტენსივობა") სიგნალი არის უწყვეტი ძაბვის სიგნალი, რომელიც მოცემულია ვიზუალური სენსორის მიერ, ეს სიგნალი გარდაიქმნება ციფრულ ფორმირება ისეთი პროცესებით, როგორიცაა შერჩევა. ამ მონაცემების ციფრული ფორმა ჰგავს ორგანზომილებიან მასივს ან მატრიცას, რომელიც ქმნის ციფრულ სურათს, ამიტომ მათი ფორმა არის f (X, Y) ადგილმდებარეობისა და მნიშვნელობისათვის. ნუ დაგავიწყდებათ, რომ ყველა ვიდეო არის სურათების ნაკრები, რომლებიც თამაშობენ კონკრეტული სიჩქარით.

სურათის ფორმირების შემდეგ, პროცესი დაიწყება. რა მიზნით გვჭირდება პროცესი? თუ ჩვენ გვჭირდება ინფორმაცია სურათისგან, ჩვენ ვაპირებთ გამოვიყენოთ კომპიუტერული ხედვა. კომპიუტერული ხედვა არის ადამიანის მხედველობის იმიტაციის საშუალება. ადამიანის ხედვას აქვს უნარი "ისწავლოს" და მიაწოდოს მონაცემები ვიზუალური საშუალებებით. კომპიუტერული ხედვა ძირითადად ის სფეროა, რამაც კომპიუტერი მოიპოვა მაღალი დონის გაგება ციფრული სურათებისა თუ ვიდეოებისგან, თუნდაც რეალურ დროში გამოყენებისთვის; და ციფრული გამოსახულების დამუშავება ამის ნაწილია.

ნაბიჯი 2: როგორ გავაკეთოთ სურათის დამუშავება?

თუ ჩვენ ვფიქრობთ სურათის დამუშავების რობოტულ აპლიკაციაზე, არსებობს ორი გზა:

1. კამერის ჩვეულებრივი მოდულის არჩევა (სურათის მიწოდება მასზე ყოველგვარი დამუშავების გარეშე) და შემდეგ მომხმარებლის მიერ პროგრამირებისა და გათვლების გამოყენება.
2. მყარი ნაკეთობების გამოყენება, რომლებიც ამ პროცესს უფრო სწრაფად და მარტივად იყენებენ; პიქსი კამერის მსგავსად…

პირველი გამოსავალი: პირველ რიგში, არსებობს სხვადასხვა რბილი ნაწარმი, როგორიცაა MATLAB ან ბიბლიოთეკები, როგორიცაა OpenCV კოდირებისთვის. დამუშავების ინსტრუმენტებში არის სხვა სახელებიც; მაგრამ პოპულარული სახელები, რომლებიც ეძებენ ამ დამუშავებას არის OpenCV და MATLAB. ვნახოთ სწრაფი შედარება მათ შორის. MATLAB და OpenCV შედარების სქემა დაგვეხმარება.

მეორე გამოსავალი: სპეციალური ტექნიკის გამოყენება! კამერების მსგავსად, გამოსახულების დამუშავების უნარით. მათ ჩვეულებრივ აქვთ ინტერფეისი და არ სჭირდებათ კოდირება. ეს უფრო ადვილი ჩანს, მაგრამ რატომღაც ზღუდავს მათ და შეუძლიათ გააკეთონ ის, რაც ამისთვის არის განსაზღვრული; მაგალითად, სახის ამოცნობის კამერა ვერ ახერხებს ფერების ამოცნობას ნორმალურად (შესაძლოა firmware– ის გარკვეული ცვლილებებით შეიცვალოს აღიარების ალგორითმი, მაგრამ ეს არის რთული და არც ისე გავრცელებული გზა!) ორი გზა, მაგრამ რომელია უკეთესი?

მეორე სქემა არის ორი მეთოდის შედარება.

ნაბიჯი 3: დაწყება Pixy– ს მიერ

PIXY არის კამერის ერთ-ერთი მოდული, რომელიც განსაზღვრულია სურათის დამუშავებისთვის, ამოცნობის ალგორითმი არის ფერადი ფილტრაცია. ამ კამერის მთავარი დანიშნულებაა ფერების ამოცნობა და მათი დასახელება, როგორც ნაცნობი ობიექტი. ამ კამერას შეუძლია "გაიგოს" რა ფერები "ფიქრობდით" თავდაპირველად.

ახლა, როდესაც თქვენ იცით რა არის Pixy, ვნახოთ როგორ შეგვიძლია დავიწყოთ Pixy– ს გამოყენება.

ნაბიჯი 4: საჭირო ტექნიკა

Pixy CMUcam5 გამოსახულების სენსორი

Arduino UNO R3

ნაბიჯი 5: Pixy– ს დაწყება

მოდი ჩვენთან ეტაპობრივად ბოლომდე:

Პირველი ნაბიჯი:

ყიდულობს pixy! რეგულარული PIXY და PIXY2 არის pixy კამერების ორი ვერსია. დააწკაპუნეთ ზემოთ მოცემულ ბმულზე რეგულარული ტიპის შესაძენად, რომელსაც ჩვენ ვაგრძელებთ ამ დაფის გამოყენების ნაბიჯებს.

მეორე:

გააძლიერე. დაფას აქვს USB პორტი ენერგიისთვის. ის იკვებება კომპიუტერის USB პორტთან დაკავშირების გზით. ის შეიძლება იკვებებოდეს ბატარეასთან დაფის უკან ორი ქინძისთავით (6-10 ვ).

მესამე:

შეაერთეთ იგი კომპიუტერთან USB კაბელის საშუალებით. ერთი ბოლო კომპიუტერთან და მეორე მიკრო USB პორტში PIXY.

მეოთხე:

ჩამოტვირთეთ თქვენი კამერის პროგრამული უზრუნველყოფა აქ. PIXY Mon არის PIXY პროგრამა Linux, Mac და Windows პლატფორმისთვის. რისი გაკეთებაც შეუძლია ამ აპს არის კონფიგურაცია და აჩვენებს იმას, რისი დანახვაც PIXY– ს შეუძლია.

მეხუთე:

ამ მომენტამდე, კამერა არ არის აუცილებელი მიკროკონტროლერთან ან დაფაზე მიერთებული, თუ სხვა რამის დანახვა და ამოცნობა გჭირდებათ; აღიარება არ არის დამოკიდებული მიკრო კავშირზე. ყოველ შემთხვევაში, სწავლებისთვის შეარჩიეთ ობიექტი მკაფიო და კარგი ელფერით. ელფერით დაფუძნებული ფერის გაფილტვრის ამოცნობის ალგორითმის გამო, გარემოს ელფერი და შუქი შეიძლება გავლენა იქონიოს შედეგზე. ასე რომ, არ აირჩიოთ თეთრი, შავი ან ნაცრისფერი საგნები, რადგან ეს ფერები არ არის ელფერით!

მეექვსე:

დააწკაპუნეთ ღილაკზე PIXY თავზე, რომ დაიწყოთ სწავლება. პირველი, LED აციმციმდება და ამის შემდეგ, RGB LED მიიღებს მხედველობის არეალის ცენტრალური ნაწილის ფერს. შეარჩიეთ ობიექტი კამერის წინ, თუ LED- მა აჩვენა სწორი ფერი, ის აჩვენებს სწორ ჩაკეტვას. ლინზებსა და ობიექტს შორის მანძილი უნდა იყოს 6-20 ინჩი. მეორე გზა არის PIXY MON- ის გამოყენება; აირჩია ობიექტის დიდი ფართობი PIXY MON- ში და შემდეგ ირჩევს ობიექტს.

მეშვიდე:

ობიექტის ბადე ნაჩვენები იქნება pixy mon. ნახეთ, არის თუ არა ბადე ობიექტის სწორი ფართობი, რომელიც არ შეიცავს ფონს. კონფიგურაციის სლაიდერი დაგეხმარებათ უკეთესი ფართობის ქონაში.

მერვე:

ახლა თითოეული "ფერისთვის" კამერა ადგენს ნომერს. 7 ხელმოწერა ნიშნავს 7 ფერის ამოცნობას. ერთმანეთთან ახლოს მყოფი ფერების გამოყენებით, მაგალითად, წითელი-ვარდისფერი-ლურჯის ფერის მქონე ეტიკეტზე შეგიძლიათ განსაზღვროთ ობიექტი ან ადგილი კამერისთვის, მაგალითად, ეს ეტიკეტი აჩვენებს კარის ადგილს. ეს დაგეხმარებათ ათასობით ობიექტის ამოცნობაში ამ კამერით! ფერების ამ ნაკრებებს ეწოდება "ფერის კოდი" ან CC. CC– ის დასაყენებლად თქვენ უნდა გამოიყენოთ PIXY mon და შემდეგ ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ნებისმიერი ხელმოწერა.

მეცხრე:

წარმატებული სწავლების შემდეგ, თუ მიკროკონტროლერი ან დაფა არის დაკავშირებული კამერას, შეუძლია მისცეს პიქსის მიერ აღმოჩენილი ობიექტი. თუ თქვენ იყენებთ Arduino– ს, გამოიყენეთ ეს pinout კავშირისთვის. (დააწკაპუნეთ აქ დამატებითი ინფორმაციისთვის), შემდეგ გადმოწერეთ PIXY ბიბლიოთეკა აქ, დაამატეთ Arduino– ს ბიბლიოთეკები Sketch> Include ბიბლიოთეკა> ZIP ბიბლიოთეკის დამატება. ახლა შეარჩიეთ ბიბლიოთეკის zip ფაილი. ეს გაკეთებულია! ახლა PIXY- ის ნაგულისხმევი ესკიზით ის მოგვცემს X და Y (მდებარეობას) და ობიექტის სიგანეს და სიგრძეს (ზომას). სხვა ესკიზების გამოყენებაც შეიძლება; ტაფისა და დახრის მსგავსად. სხვა დაფების კავშირისთვის, შეგიძლიათ ნახოთ აქ.

შენიშვნა: სწავლებას აქვს ორი მეთოდი, როგორც ჩვენ ავუხსენით: 1. PIXY– ის გამოყენება PIXY MON– ის გარეშე, ისევე როგორც რობოტები და ისინი არ არიან დაკავშირებული კომპიუტერთან. მეთოდი იქნება მაგრამ როგორ დავაყენოთ ხელმოწერის ნომერი? Led თუ PIXY შეიცვლის ფერს სწავლების პირველ მომენტებში, დაწკაპუნება თქვენ რომელ ფერიზე იქნება მითითებული ნომერი; წითელი მნიშვნელობიდან 1 – მდე იისფერი მნიშვნელობით 7. მე –2 მეთოდით, რიცხვის დაყენება მოხდება მხოლოდ აპლიკაციით.

ნაბიჯი 6: ძალიან ახლოს "დასასრულთან"

ჩვენ ავუხსენით, თუ რა გახდა სურათების გამოყენების აუცილებლობა, რა არის ციფრული გამოსახულების დამუშავება და როგორ შეიძლება ამის გაკეთება. რა გზები გვაქვს და ტექნიკისგან, რომელიც ამჟამად დაგვეხმარება, ჩვენ ავირჩიეთ PIXY ახსნისთვის. ჩვენ ავუხსენით, როგორ მუშაობს და რა უნდა გააკეთოს, თუ პიქსი კამერების დამწყები ხართ! ახლა თქვენ შეგიძლიათ დაიწყოთ გამოსახულების დამუშავება თქვენი პატარა რობოტისთვის და ისიამოვნოთ მესამე თვალით თქვენს კომპიუტერში.

თქვენ ასევე შეგიძლიათ წაიკითხოთ ეს პროექტი ElectroPeak– ის ოფიციალურ ვებგვერდზე: