مجله ماشین بینایی و پردازش تصویر، دارای اعتبار علمی - پژوهشی
http://jmvip.sinaweb.net/

جدا سازی گوجه فرنگی های نرسیده با استفاده از سیستم بینایی ماشین

با یک "فرآیندِ توسعه ی مناسب" همراه شو

http://landing.ni.com/trend-watch-2019-standardization-en

این کانال و گروه تلگرامی وابسته به آن ، برای اموزش و اطلاع رسانی درباره نرم افزار لبویو چهت برنامه نویسی صنعتی میباشد برنامه نویسی هایی مانند پردازش تصاویر صنعتی و ازمایشگاهی کنترل های خطی و غیر خطی پی ای دی پردازش سیگنال داده برداری و...
و هدف اموزش رایگان و اطلاع رسانی به روز میباشد
دوستان هر سوالی داشتند در گروه میتونند بپرسند وعلاقه مندان در صورتیکه که خبر و مقاله ویا هر محتوای مربوطه رو داشته باشند میتونند برای ادمین ارسال کنند تا با نام خودشون در کانال و گروه قرار داده شود

سلام خدمت دوستان به آخر های سال نزدیک میشیم چند سالی هست با گروه و کانال سعی کردیم کنار هم برای ارتقا سطح دانش علمی و عملی به هم کمک کنیم. از دوستان اگر کسی انتقاد یا پیشنهادی داره می‌تونه امروز بیان کنه تا برای سال دیگه بررسی و در نظر گرفته بشه

آخرین کد لبویو امسال هم تمام شد
دیتا لاگر پیکو
برای همه دوستان سال جدید همراه با موفقیت ر آرزو میکنم
امید وارم سال بعد مشکلات امسال رو دیگه نداشته باشیم
و صنعت این کشور بتونه نفس بکشه و دوباره احیا بشه

قسمت اول بررسی ریزولوشن چشم انسان :
اگر در اینترنت جستجو کنیم مقدار هایی متفاوتی در باره این سوال پیدا خواهید کرد. مانند 10,5, 50 ,230 ,160 ,576 مگا پیکسل و توانایی تشخیص میلیون ها ملیون رنگ به چشم انسان نسبت داده شده است
و اما واقعیت :
بررسی میزان رزولوشن چشم انسان با مفهوم مگاپیکسل روشی نادرست در باره قدرت تکفیک چشم انسان میباشد .علت ان هم این است که سیستم تصویر برداری دوربینها با وجود انکه شباهت زیادی با سیستم بینایی چشم انسان دارد ولی به همان اندازه نیز متفاوت است
مفهوم پیکسل برای رزولوشن دوربین ها بر میگردد به میزان المان های عرضی و و طولی ccd ویا cmos در دوربین ها برای پیدا کردن رزولوشن کافیست مقدار طولی و عرضی این پیکسل ها را در هم ضرب کنیم
در حالیکه در چشم انسان نوع تصویر برداری از محیط به صورت دیگری میباشد . چشم انسان شامل دو نوع سلول استوانه ای و سلول مخروطی می باشد سلول های مخروطی به فرکانس نور حساس بوده و توانایی تشخیص فرکانس نور و به عبارتی رنگ را دارا میباشند و تعداد انها حدود 5 ملیون در هر چشم میباشد یا همان 5 مگا از طرفی سلول های استوانه ای حساس به شدت نور هستند و توانایی اندازه گیری شدت نور را دارند و تعداد انها 10 ملیون یا همان ده مگا میباشد به جز این دو نوع سلول ,سلول های دیگری نیز در چشم وجود دارد که وظایفی چند گانه داشته و بر روی سیستم تصویر برداری چشم موثر هستند
مورد دیگری که در باره چشم انسان وجود دارد در حقیقت سیستم بینایی انسان در هربار دو تصویر با زوایه ای متفاوت از محیط بیرون از خود ضبط میکند که به این نوع بینایی در سیستم های بینایی ماشین 3d stereo گفته میشود که سیستم پردازنده از طریق ان قادر است اطلاعاتی سه بعدی از محیط بیرون استخراج کند .
در حقیقت مغز انسان از پردازش و ترکیب اطلاعات رنگ حاصل از سلول های مخروطی و شدت مربوط سلول های استوانه ای و تفاوت مورفولوژیک اطلاعات دو چشم که به ان disparity گفته میشود تصویری از بیرون را که شامل اطلاعات سه بعدی و رنگ وشدت میباشد برای قسمت تصمیم گیرنده و منطقی خود تولید میکند
به عبارتی مقایسه قدرت تفکیک چشم انسان با یک دوربین امری اشتباه میباشد به طوریکه حتی سلول های ذکر شده دارای تلورانس اندازه بوده و میزان پخش شدگی متفاوتی نسبت به پیکسل های یک ccd یا cmoss دارا میباشند
از طرفی قسمتی از سیستم تفکیک بینایی انسان بر پایه دیتا بیس و تحلیل و تخمین و حتی توهم سیستم تصمیم گیری میباشد

قسمت دوم : بررسی چشم انسان
در قسمت قبل درباره سیستم بینایی انسان مواردی گفته شد در این قسمت قصد در بیان مواردی دارم که نشان دهنده نقاط ضعف سیستم بینایی انسان نسبت به یک دستگاه بینایی ماشین میباشد
قطعا اولین موردیکه میتوان اشاره کرد این است که چشم انسان به عنوان دستگاه بینایی زود خسته میشود در حالیکه یک سیستم بینایی ماشین میتواند بدون توقف کار کند وبرای مثال کنترل کیفیت یک خط تولید را برای ماه ها بدوت توقف ادامه دهد
از طرفی انچه سیستم بینای انسان را متمایز تر از بقیه سیستم ها میکند هوش و منطق تحلیل گر آن میباشد نه خود سیستم اپتیکی و تصویر برداری
مغز انسان به عنوان قوی ترین سیستم تشخیص و تحلیل وپردازش تصاویر به حساب میاید ولی با این وجود
این سیستم دارای اشکالاتی میباشد که میتواند در صنعت مشکل افرین باشد چند مورد به صورت زیر میباشد
سیستم بینایی انسان شدت را به صورت خطی درک نمیکند بلکه از شدت های دریافتی درکی لگاریتمی ایجاد میکند
به طوریکه انسان تفاوت تغییرات در شدت های پایین تر را بهتر از شدت های بالاتر درک میکند این مورد مشکلی را ایجاد میکند که در سیستم های نمایشی مانند موبایل و یا مانیتور کامپیوتر مفهومی به اسم گاما و اصلاح گاما به وجود امده تا این خصوصیت لگاریتمی را اصلاح کنند
از طرفی درک شدتی انسان از محیط بیرون به صورت تباینی میباشد به عبارتی انسان درک کیفی از شدت دارد نه کمی و شدت را در مقایسه با شدت های اطراف ان درک میکند همین مورد میتواند باعث اشتباه در تشخیص انسان شود برای مثال در تصویر زیر در صفحه شطرنج شدت هر دو خانه AوB به یک اندازه میباشد ولی شما شدت ها را متفاوت حس میکنید
برای بررسی کافیست عکس را در paint باز کنید و سپس دو خانه را بریده و در کنار هم قرار دهید
و یا در عکس بعدی تمام مربع های مرکزی شدت یکسان دارد در حالیکه همه دوستان این شدت ها را متفاوت میبینند

خدمت دوستان عزیز ربات کانال رفع مشکل شده و شما میتونید با پیام و پاسخ به سوال های ربات به صورت اتوماتیک عضو گروه لبویو و پردازش تصویر شوید
@Labview_ask_bot

قسمت سوم: بررسی بینای انسان
در قسمت قبل همانطور که اشاره شد بینایی انسان به راحتی میتواند در تشخیص شدت دچار اشتباه شود و اکثر دوستان همکار در حوزه بینایی ماشین میدانند که بالای90 درصد دوربین های مورد استفاده در بینایی ماشین منوکروم بوده و پردازش ها در حوزه شدت میباشد لذا یک سیستم بینایی ماشین میتواند این قسمت از ضعف بینایی انسان را پوشش دهد و با دقتی برابر 255 قسمت نسبت به ماکزیمم شدت اشباع ccd برای دوربین های معمولی U8و با دقت 4294967296 برای دوربین هاSGL
U32 شدت های موجود را تحلیل کند
و اما سومین نقصی که به سیستم بینایی انسان وارد میباشد در قسمت دقت اندازه گیری میباشد که یکی از مهمترین موارد استفاده سیستم های بینایی ماشین میباشد . سیستم بینایی انسان برای مقایسه و یا اندازه گیری معمولا چند نقطه و خط مرجع را در نظر گرفته و مغز انسان عمل مقایسه و پردازش را جهت تعیین اندازه انجام میدهد ولی چون سیستم بینایی انسان در حالت
نیمه اگاهانه (حالت معولی و روزانه هر شخص ) توانایی تمرکز بر روی نکات مرجه را ندارد برای همین در این قسمت دچار مشکل میشود
برای مثال تصاویر زیر نشان دهنده این موارد میباشد
هر ساله مسابقاتی جهت چنین عکس هایی که انسان را به اشتباه میاندازد برگزار میشود که با انها illusion گفته میشود

شدت A با B برابر است

شدت مربع های داخلی یکسان است

قسمت چهارم : بررسی بینای انسان
در قسمت های قبل به معایبی که بینایی انسان میتواند نسبت به یک سیستم بینایی ماشین داشته باشد به چند مورد اشاره شد
اکنون به مشکل اشباع تصویر در چشم انسان می پردازیم
همان طور که در مطالب قبلی گفته شد چشم انسان دارای دو سلول مخروطی و استوانه ای میباشد که اولی به فرکانس(رنگ) و دومی به شدت نور حساس میباشد این حساسیت در حقیقت گونه ای واکنش شیمایی میباشد که بر اساس تاثیر نور رخ میدهد
حال این سوال مطرح میباشد که سرعت بازیابی به حالت اولیه در این واکنش ها چقدر می باشد و در حقیقت چشم با چه سرعتی میتواند تصاویر پشت سر هم را ببیند و از طرفی اطلاعات دریافتی شدت که توسط مغز مکان انها پردازش و تشخیص داده میشود چقدر درست میباشد .
با اینکه گفته میشود مغز انسان قدرت پردازش تصاویر تا 100هرتز را دارا میباشد یعنی 100 تصویر بر ثاینه
ولی واقعیت این است که سیستم بینایی انسان تصاویری با سرعت بیشتر از 7 الی 15 فریم بر ثانیه را به صورت پیوسته میبیند و قادر به تشخیص کامل پدیده ها با سرعت سریع تر از ان را ندارد و صرفا ترکیبی از چند تصویر را میتواند تشخیص دهد. این همان موردی هست که باعث می شود ما تصاویر پشت سر هم را که با سرعتی بیش از 7 فریم بر ثانیه نمایش داده میشود به صورت فیلم و زنده ببینیم ولی گاهی برای کنترل یک خط ویا مشاهده یک پدیده جهت پردازش و یا تصمیم گیری ما به سرعتی بیش از این ها جهت تصویر برداری نیاز داریم
امروزه دوربین های صنعتی با سرعت های بسیار بالا تا حدود 400000 تصویر در ثانیه در صنعت مورد استفاده میشود
و در صنایع نظامی این عدد به نزدیک 2ملیون فریم بر ثاینه می رسد و از طرفی دانشمندان دوربینی با قدرت تصویر برداری یک ترلیون بر ثانیه را ساخته اند که حتی میتوان با ان نحوه انتشار نور با سرعت 300000 متر بر ثانیه در محیط میباشد را مشاهده کرد
از طرفی علاوه بر این مشکل وقتی دامنه شدت در تصویری در محدوده های انتهایی بیشینه و کمینه توانایی چشم انسان برای تشخیص شدت قرار گیرد به طوریکه بعضی از سلول های چشم انسان به صورت کامل اشباع شود و بقیه کمترین واکنشی را نداشته باشند انسان در تشخیص مکان و نوع شدت ها دچار اشتباه میشود وگاهی به اشتباه این تصاویر را نوعی حرکت در نظر می گیرد
همچنین چشم انسان در تشخیص مرز بین شدت ها ی مختلف نوعی اغراق در شدت را جهت سیستم منطقی خود تولید میکند
تمام موارد ذکر شده در بالا میتواند باعث تشخیص اشتباه حرکت در یک سیستم شود و این امر میتواند یک بحران در کنترل یک خط تولید یا سیستم کنترل کیفیت باشد تصاویر زیر گویای این نواقص چشم انسان هستند

هر دو خط یک اندازه است ولی در نگاه اول B بزرگتر دیده میشود

خطوط مورب موازی هستند ولی این طور دیده نمیشوند

این تصویر که توسط یک ایرانی ساخته شده برنده یکی از مسابقات Illusion شده هر دو تصویر یکی میباشد ولی در تصویر سمت راست برج کج تر دیده میشود