کتاب اموزش لب ویو مقدماتی به زبان فارسی قسمت دوم

کتاب اموزش لبویو مقدماتی به زبان فارسی قسمت سوم

کتاب اموزش لبویو مقدماتی به زبان فارسی قسمت جهارم

کتاب اموزش لبویو مقدماتی به زبان فارسی قسمت پنجم

در قسمت بررسی نحوه ارتباط دوربین با usb ها ( universal serial bus) به عنوان اخرین مبحث در این مورد می پردازیم
معروف ترین دوربین در این مورد که همه دوستان با ان اشنا هستند همان دوربین های وبکم معمولی هست که تحتusb2 به کامپیوتر وصل میشوند امروزه نوع usb3 این استاندارد نیز با سرعت و پهنای بالاتر تعریف شده و مورد استفاده قرار میگیرد این دور بینها در صنعت زمانی حائر اهمیت شد که نیاز به استفاده از دوربین در کارهایی ساده ولی با کمترین تجهیزات احساس گردید .
با استفاده از usb میتوان در ثانیه 1.5 مگابایت اطلاعات ارسال کرد و با استفاده از usb2تا 12 مگا بایت بر ثانیه این مقدار تا 625 مگابیات بر ثانیه برای usb3 ارتقا پیدا کرده است برای محاسبه میزان حجم تصویر قابل ارسال با این استاندارد کافیست این مقدار را به نرخ فریم تقسیم کنین
برای مثال برای usb3با نرخ فریم ریت استاندارد 30 این کابل توان ارسال تصاویری با حجم 20 مگا پیکسل را دارا میباشد
محدودیت تعداد دوربین هایی که با این سیستم میتوان به صورت همزمان فراخوانی کرد 127 عدد میباشد البته این مقدار معمولا در عمل قابل دسترس نمی باشد و از طرفی این استاندارد دارای محدویت حد اکثر 5 متر طول کابل میباشد
در کل تنها ویژگی بارز این نوع ارتباط ارزان بودن و استفاده راحت از ان بدون نیاز به کارت grabber میباشد

https://telegram.me/labviewimageprocessing/135
اموزش تصویری به دست اوردن و رسم هیستوگرام تصویر با استفاده از لبویو

https://telegram.me/labviewimageprocessing/163
اموزش تصویری اعمال فیلتر های خطی بر روی تصویر با استفاده از لبویو

در ادامه بحث انتخاب سیستم مناسب برای یک پروژه بینایی ماشین میرسیم به بحث اپتیکی
این بحث که بیشتر مورد علاقه دوستان فیزیک خصوصا از نوع فتونیک و اپتیک هست.
از نظر بنده بعد از اهمیت سیستم روشنایی که خود یک سیستم اپتیکی و فتونیکی میباشد این بخش رتبه دوم اهمیت را برای انجام موفق یه پروژه بینای ماشین دارا میباشد
متاسفانه چون بیشتر دوستان این حوزه بیشتر در الکترونیک و کامپیوتر متخصص هستند همین فقر دانش در این حوزه گاه کیفیت انجام یک پروژه را کاهش و به همان اندازه پیچیده تر میکند و گاه به شکست پروژه می انجامد
بخش ابتیکی برای یک دوربین شامل المان های اپتیکی هست که باعث تشکیل تصویر با کیفیت مورد نظر ما در ccdدوربین میشود بر حسب نوع نیاز ما فاکتور های زیر دارای اهمیت بوده وبرای انتخاب سیستم اپتیکی مورد نیاز باید بررسی شوند
1 محاسبه دامنه دید لازم
2 محاسبه بزرگنمایی اپتیکی و کانون لنز
3 بررسی ابیراهی ها و حذف انها
4 تشخیص فیلتر ها ی لازم برای بهتر شدن کیفیت عکس
در پست های اینده به برسی تک تک این موارد خواهیم پرداخت

DAQ چیست
علم داده برداری شامل قسمت سخت افزار و قسمت نرم افزار میباشد
قسمت سخت افزار که به کارت داده برداری معروف هست وسیله ای هست که توانایی اندازه گیری ولتاژ ( در 90 درصدد موارد ولتاژ تولیدی سنسور ها برای اندازه گیری کمیت های مانند شدت فشار دما و رطوبت و...) و ارسال مقدار ان به دستگاه کامپیوتر را داشته باشد که در این زمینه قوی ترین شرکت فعال در صنعت و حوزه اکادمیک شرکت امریکایی نشنال اینسترومنت میباشد و معروف ترین شرکت که در ایران از تجهیزات ان استفاده میشود شرکت کره ای ادونتک میباشد امروزه اصطلاح DAQ یا همان دک توسط شرکت نشنال اینسترومنت برای چنین کارت های در جهان رایج شده چنین کارت هایی رو حتی دوستان علاقه مند و متخصص در avr و arm یا fpga میتواندد تولید کنند مهترین فاکتور هایی که در هزینه و در کیفیت این کارت ها مد نظر میباشد به صورت زیر است
1)دقت داده برداری که بر حسب بیت ارزیابی میشود و معمولا از 8 بیت تا 24 بیت هستند برای مثال 8 بیت یعنی کارت توانایی ارسال و دریافت اطلاعات از ولتاژ خروجی با قسمت بندی 256 مقدار را دارد
2) نرخ داده برداری که بر حسب نمونه بر ثانیه مطرح میباشد و از یک نمونه بر ثانیه میتواند تا یک ترلیون بر ثانیه اختلاف داشته باشد
3 تعداد کانال های همزمان یعنی تعداد سنسور ها یا ولتاژ هایی که کارت میتواند به صورت همزمان دریافت وبه کامپیوتر ارسال کند
4 داشتن fifo و حجم ان
فیفو در اصل یک حافظه موفت در کارت هایی میباشد که با سرعتی بالاتر از چرخه سی پی یو های کامپیوتر عمل داده برداری را انجام میدهند در اصل اطلاعات سنسور در این حافظه ذخیره شده و سپس در هر بار درخواست کامپیوتر به دستگاه منتقل میشود
5 برند کارت از انجا که گاهی وقتها داده ها ی سنسور دریافتی بسیار مهم میباشد و برای مثال ازمایش برای تکرار هزینه زیادی در بر خواهد داشت و فقط یک بار امکان ازمایش هست در این صورت برند کارت مهم خواهد بود زیرا تجربه شرکت های قوی تر به انها این اجاره را میدهد که بهترین نوع کارت را برای شما پیشنهاد دهند شرکت هایی مثله نشنال اینسترومنت و یا اچ پی ام امکان تضمین اطلاعات شما و عدم از دست رفتن انها را به شما خواهند داد به طوریکه بعضی از کارت ها دارای چند هسته همزمان هستند تا در صورت از بین رفتن یکی داده ها توسط هسته بعدی ارسال شود
قسمت دوم مبحث داده برداری نرم افزاری هست که وظیفه دریافت داده ها را از کارت دارد این نرم افزار باید امکان دریافت ذخیره و نمایش ویا پردازش بر داده ها را داشته باشد که در این زمینه نیز قوی ترین شرکت که در جهان از نرم افزار ان برای این مورد استفاده میشود شرکت نشنال اینسترومنت میباشد که نرم افزار labview را در این زمینه ارایه کرده است
این نرم افزار به صورت اتوماتیک امکان تشخیص تمام کارت های شرکت نشنال وجود دارد و بقیه شرکت های داده برداری نیز تولیکیت های خود را برای استفاده در این نرم افزار ارایه کرده اند از طرفی این نرم افزار امکان ارتباط با تمام پورت ها و پرتکل های صنعتی برای داده برداری را دارد
پورت ویزا و سریال و GPIBتا پرتکل های صنعتی مانند مدباس
جدید ترین فناوری در این زمینه توسط شرکت نشال ارایه شده که ساخت کارتهای داده برداری تحث وایر لس ولی با سرعت بالا میباشد به طوریکه حتی امکان ارسال 1.59 گیگ بر ثانیه اطلاعات توسط این کارتها امکان پذیر میباشد .

همان طور که قبلا گفته بودم اگر تعداد اعضای گروه که فکر میکنند گروه پرسش و پاسخ براشون میتونه مفید باشه واز طرفی علاقه مند به همکاری هم هستند به 50 برسه مقدمات زدن این گروه شروع خواهد شد
تعداد علاقه مندان به 47 نفر رسیده و انشالله به زودی به تعداد 50 نفر برسیم دوستان خواهند تونست در کنار هم مشکلات علمی شون رو حل کنند

اموزش لبویو مقدماتی به زبان فارسی فسمت 7

با سلام خدمت اعضای فعال کانال خدمت دوستان باید عرض کنم که تعداد علاقه مندان برای همکاری و حظور در گروه پرسش و پاسخ از مرز 50 نفر رد شده وانشالله در این هفته مقدمات شروع یه گروه برای همکاری دوستان با هم جهت رفع مشکلات هم اغاز خواهد شد
انشالله سطح دوستان توسط این روش انقدر بالا بره که دیگه فقط دغدغه های مباحث پیشرفته مطرح باشه نه سوالات پیش پا افتاده و اولیه که یه عده بخوان از طریق انها اقدام به برگزاری کلاس هایی با سطح پایین کنند ویا امکان دلالی تمرینات دانشجویان رو داشته باشند
با رایزنی هایی که شده انشالله مباحث پردازش تصویر در متلب و موارد سخت افزاری هم در گروه قابل مطرح کردن خواهد بود
با ارزوی توفیق برای تک تک اعضا
فولادی

دوستان گروه مورد نظر زده شده اگر سوالی بود درخواست میشه بعد از این سوالات بجای پیام خصوصی در گروه پرسیده بشه
ممنون

اموزش لبویو به زبان فارسی قسمت 6

اموزش لبویو به زبان فارسی قسمت 5 ام

به نظر قسمت 5 ام رو قبلا اشتباهی گذاشته بودم با تشکر از دوست عزیزمون جناب sajjad این فایل هم اصلاح شدبرای دوستان

خوب در ادامه بحث انتخاب سیستم بینایی ماشین مناسب برای یک پروژه رسیدیم به بخش اپتیک و اکنون قسمت انتخاب لنز با کانونی مناسب رو بررسی میکنیم کانونی یک لنز یک عدد بر حسب میلمتر هست که نشان دهنده فاصله مرکز کانونی حاصل از ارایه لنز ها تا سنسور گیرنده میباشد
انتخاب یک لنز با کانونی مناسب میتواند باعث شود تا اطلاعات لازم از تصویر را با کمترین میزان اطلاعات زاید و در بهترین کیفیت برای پردازش انتخاب کنیم تا در قسمت الگورتیم نویسی با مشکلات کمتری مواجه باشیم
برای مثال نیاز هست که شما پهنای قسمتی از پدیده که برای پردازش نیاز دارین رو بررسی کرده و فاصله کانونی لنز را طوری انتخاب کنین که دقیقا همان مقدار از پدیده در داخل دوربین دیده شود به این مورد انتخاب زاویده دید مناسب برای لنز گفته میشود هرچقدر کانونی یک لنز کمتر باشد زاویه دید در دوربین بیشتر خواهد شد به صوریکه اگر این میزان از 35 میلیمتر که در اصل فاصله کانونی چشم ما میباشد کمتر باشد ناحیه بیشتر از میزان دید در حالت عادی خواهیم داشت ( یک نقطه در این میان بسیار حائر اهمیت میباشد واقعیت این هست که چون اندازه سنسور ها در این مورد اهمیت دارد در محاسبات این قسمت اندازه سنسور نیز با یک ضریب تصحیح بر حسب اندازه نیز برای این میزان کانونی اعمال میشود مثلا برای سنسور های فول فریم که بزرگتر هستند زاویه کانونی بزرگتر عملکرد بزرگت نمایی و زاویه دیده مشابه با سنسور های اندازه کوچکر تر خواهند داشت برای مثلا برای بینایی عادی انسان سنسور های فول فریم با فاصله کانونی 50میلی متر برابر همان 35 میلیمتر سنسور های دیگه هستند)
معمولا برای لنز دوربین ها یا یک عدد فاصله کانونی گفته میشود یا یک بازه کانونی به نوع اول لنز ثابت میگوند و بدون امکان بزرگ نمایی هست این لنز ها رو با استفاده از چرخاندن انقدر جابجا میکنند تا فاصله کانونی بر روی سنسور قرارگیرد برای حالتی که شما در حال ساخت سیستم بینایی ربات هستین ساده ترین و عملی ترین راه برای پیدا کردن این فاصله تاباندن نور لامپ به لنز و جابجایی ان تا زمانی هست که تصویر لامپ بر روی زمین بیافتد در این حالت کافی هست فاصله انتهای لنز تا زمین اندازه گرفته شود ( توجه تصویر اندکی عقب تر از فاصله کانونی تشکیل میشود )
نوع دوم لنزهل توانایی تغییر فاصله کانوی بین یک بازه را دارد که معمولا دوربین های عکاسی از این نوع هستند این دروبین ها نیاز به جابجایی مکانیکی لنز جهت تغییر فاصله کانوی را دارند ( البته مدل ی جدید در جابجایی فاصله کانونی در بعضی لنز های پیشرفته ارایه شده که نیاز به جابجایی مکانیکی لنز ها ندارند و در مواقعی که امکان حرکت لنز به سمت جلو وجود ندارد استفاده میشود)
علاوه بر مواردی که گفته شده انتخاب یک لنز با کانونی کمتر که زوایه دید را بیشتر میکند موارد دیگری هم باید مد نظر گرفته شود
1 لنز با فاصله کانونی بالاتر همچنان که زاویه دید رو کاهش و بزرگ نمایی رو افزایش میدهد عمق کانونی تصویر رو هم کاهش میدهد یعنی وقتی روی یک جسم فوکوس میکنیم اطلاعات پس زمینه و جلوی تصویر به کمترین مقدار خود میرسد ولی در لنز های فاصله کانونی کمتر عمق کانونی افزایش پیدا میکند و جزیات پس زمینه و جلوی زمینه که پلان های اول و سوم هستند بهتردیده میشود
2 برای لنز های wild که همان فاصله کانونی کمتر هستند ابیراهی هایی مانند کروی و پرسپرکتیو و رنگ شدید تر هستند و معمولا برای سیستم های اندازه گیری توصیه نمیشوند
3 یک وسیله دیگر بین لنز های برای کنترل میزان اطلاعات و نور بین لنز های ترکیبی وجود دارد که به فارسی اصطلاحا روزنه گفته میشود و توانایی جمع شدن وباز شدن جهت کنترل نور رو دارد ولی چون معمولا روی قسمت کانونی لنز جلوتر خود نصب میشود به خاطر پدیده عکس فوریه در کانونی قسمتی از فاز رو هم حذف میکند که این میزان به هر اندازه که باشد در کیفیت اطلاعات پس زمینه تصویر موثر خواهد بود میزان اثر این قطعه الکترو مکانیکی (و یا مکانیکی بر حسب نوع لنز) در دوربین هایی با فاصله کانونی کمتر حجم وسیع تری از اطلاعات تصویر رو شامل خواهد شد

در ادامه مبحث انتخاب لنز مناسب میرسیم به موضوع اصلی لنز ها یعنی ابیراهی های لنز
ابیراهی به هر گونه اعوجاج در تصویر که توسط یک المان اپتیکی ایجاد شده باشد رو میگوند این پدیده میتواند باعث شود ما اطلاعات اشتباهی از بیرون را به دست اورده و به عنوان نتیجه استفاده کنیم این مشکل خصوصا در پردازش های اندازه گیری میتواند مهم باشد وباید حتمی قبل از پردازش لنز کالیبره شده و خطاهای ان اصلاح شود
فایل پی دی اف زیر انواع این ابیراهی ها را توضیح میدهد در مطلب بعد چگونگی اصلاح این ابیراهی ها برای پردازش تصویرتوضیح داده خواهد شد

#لینک
این هم برای دوستانیکه با نرم افزار متمتیکا کار میکنند
نحوه ارتباط لبویو با متمتیکا
https://www.wolfram.com/products/applications/labview/

همانطور که در مطلب قبلی گفته شده لنزی که انتخاب شده میتواند دارای ابیراهی هایی باشد که سیستم بینایی ماشین را در محاسبات دچار ایراد کند برای حل این مشکل به جز مواردیکه در اصلاح لنز ها به صورت اپتیکی انجام میشود از روش های پردازشی هم برای حل این مشکل استفاده میشود
روش های زیر به عنوان راه حلی برای اصلاح این موارد در پردازش تصویر مطرح هستند
1 استفاده از صفحه نقاط
این صفحه که شامل نقاط یک اندازه و یکسان با فاصله برابر از هم می باشد در جلوی دوربین قرار داده میشود سپس در تصویر گرفته شده این نقاط هم از نظر فاصله بین این انها و هم اندازه نقاط با هم مقایسه میشود مقدار تفاوتی که در اندازه ها محاسبه میشود امکان اصلاح تصویر را برای اعوجاج ها و حتی مشکلات پرسپکتیو به وجود اماده نمونه به ما خواهد داد چون اندازه واقعی و اندازه قابل محاسبه در تصویر را میدانیم و از این طریق میتوان انحرافات از واقعیت در تصویر را محاسبه کرد
2 استفاده از ضرایب تصحیح
هر لنز استانداردی با سه ضریب k1 k2 , k3 در کاتالوگ خود عرضه میشود که این ضرایب مربوط به اصلاح ابیراهی لنز میباشد الگوریتم های اصلاح کننده ای وجود دارد که بر اساس این ضرایب امکان اصلاح تصویر را برای پردازش های صحیح میدهد روش قبل هم در اصلا برای محاسبه این ضرایب انجام میشود
3 استفاده از بررسی تصویر جسم نمونه در موقعیت های مختلف
یکی از روش های دیگر استفاده از یک نمونه استاندارد و حرکت دادن ان در تمام قسمت های فریم دوربین و بررسی میزان تغییرات اندازه این جسم استاندارد میباشد بر اساس تحلیل میزان تغییرا اندازه و دفورمیشن این جسم میتوان تصویر را کالیبره کرد