Uma introdução ao processamento de imagens: Pixy e suas alternativas: 6 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Neste artigo, vamos explicar o significado de Processamento Digital de Imagem (DIP) e as razões para usar hardware como Pixy e outras ferramentas para fazer um processo em fotos ou vídeos. No final deste artigo, você aprenderá:

• Como se forma uma imagem digital.
• O que é o processamento digital de imagens.
• Ferramentas para processamento de imagens.
• O que é Pixy e como usá-lo.

Etapa 1: O que é processamento de imagem?

Fotos, vídeos e, em geral, fotos, além de guardar um momento de nossas lembranças, têm outros aplicativos também. Talvez você veja câmeras de segurança em locais públicos ou você veja robôs rastreando uma linha, objeto ou mais avançado percebendo a situação, separando impurezas de produtos na linha de produção e muitos aplicativos semelhantes ou até não semelhantes estão fazendo com alguns cálculos em fotos e estes cálculos são chamados de processamento de imagem.

Para melhor compreensão, é útil conhecer a estrutura da imagem. Cada imagem é um sinal com os valores dos pixels em qualquer ponto disso. (pixel é a unidade básica de uma imagem digital que pode ter diferentes valores para seu brilho e / ou cor, esses valores são chamados de “intensidade”) O sinal é o sinal de tensão contínua dado pelo sensor visual, este sinal será convertido para digital formulário com alguns processos como amostragem. A forma digital desses dados é como um array bidimensional ou matriz para fazer uma imagem digital, então sua forma é f (X, Y) para a localização e valor. Não se esqueça de que cada vídeo é um conjunto de imagens reproduzidas com uma taxa específica de reprodução em um segundo.

Depois de formar uma imagem, o processo será iniciado. Para qual finalidade precisamos de um processo? Se precisarmos de informações de uma imagem, usaremos a visão computacional. A visão computacional é uma forma de emular a visão humana. A visão humana tem a capacidade de “aprender” e fornecer dados de entradas visuais. A visão computacional é basicamente o campo que fez o computador obter entendimento de alto nível de imagens ou vídeos digitais, mesmo para uso em tempo real; e o processamento digital de imagens faz parte disso.

Etapa 2: Como fazer o processamento de imagens?

Se estivermos pensando em um aplicativo robótico para processamento de imagens, existem duas maneiras:

1. escolhendo um módulo de câmera usual (fornecendo a imagem sem qualquer processamento) e usando a programação e cálculos do usuário.
2. Usando hard wares que fazem esse processo para um uso mais rápido e fácil; Como câmera pixy …

primeira solução: para a primeira forma, existem diferentes softwares como MATLAB ou bibliotecas como OpenCV para codificação. Existem outros nomes em ferramentas de processamento também; mas os nomes populares que procuram por esse processamento são OpenCV e MATLAB. Vamos ver uma comparação rápida entre eles. o gráfico de comparação entre MATLAB e OpenCV nos ajudará.

Segunda solução: usar um hardware especial! como câmeras com capacidade de processamento de imagem. Eles geralmente têm uma interface de usuário e não precisam de codificação. Isso parece mais fácil, mas de alguma forma cria limitações e eles podem fazer o que são especificados para isso; por exemplo, uma câmera de detecção de rosto não pode fazer o reconhecimento de cores normalmente (talvez com algumas mudanças no firmware pode alterar o algoritmo de reconhecimento, mas essa é uma maneira difícil e incomum!) Duas maneiras, mas qual é melhor?

o segundo gráfico é a comparação de duas maneiras.

Etapa 3: Primeiros passos por Pixy

PIXY é um dos módulos de câmera especificados para processamento de imagem, o algoritmo de reconhecimento é a filtragem com base em cores. O objetivo principal desta câmera é reconhecer cores e nomeá-las como um objeto familiar. Esta câmera pode “aprender” quais cores você “pensou” primeiro.

Agora que você sabe o que é Pixy, vamos ver como podemos começar a usar Pixy.

Etapa 4: Hardwares necessários

Sensor de imagem Pixy CMUcam5

Arduino UNO R3

Etapa 5: Primeiros passos por Pixy

Agora, acompanhe-nos passo a passo até o final:

Primeiro passo:

Comprando um pixy! PIXY e PIXY2 regulares são duas versões de câmeras pixy. clique no link acima para comprar o tipo regular, do qual continuamos as etapas de uso deste conselho.

Segundo:

Ligue-o. A placa possui uma porta USB para alimentação. Ele será alimentado conectando-se à porta USB do computador. Ele pode ser alimentado por meio de dois pinos atrás da placa com bateria (6-10v).

Terceiro:

Conecte-o ao computador via cabo USB. Uma extremidade para o computador e outra para a porta micro USB do PIXY.

Adiante:

Baixe o software da sua câmera aqui. PIXY Mon é o aplicativo da PIXY para plataformas Linux, Mac e Windows. O que este aplicativo pode fazer é configurar e mostrar o que o PIXY pode ver.

Quinto:

Até este ponto, a câmera não precisa estar necessariamente conectada a um microcontrolador ou placa se você precisar ver e reconhecer sem mais nada; o reconhecimento não depende da microconexão. De qualquer forma, para ensinar, selecione um objeto com matiz distinto e bom. Por causa do algoritmo de reconhecimento de filtragem de cores com base em matiz, a matiz e a luz do ambiente podem afetar o resultado. Portanto, não escolha objetos brancos, pretos ou cinza porque essas cores não são matizes!

Sexto:

Aperte o botão na parte superior do PIXY para começar a ensinar. Primeiro, o LED piscará e depois disso, um LED RGB ficará com a cor da parte central da área de visão. Escolha o objeto na frente da câmera, se o LED mostrou a cor certa ele mostra o travamento certo. a distância entre as lentes e o objeto deve ser de 6-20 polegadas. A segunda maneira é usando PIXY MON; escolheu uma grande área do objeto em PIXY MON e então seleciona o objeto.

Sétimo:

A grade do objeto será mostrada em pixy mon. veja se a grade é a área certa do objeto sem incluir o fundo. Os controles deslizantes na configuração podem ajudar a ter uma área melhor.

Oitavo:

Agora, para cada “cor”, a câmera definirá um número. 7 assinaturas significam 7 cores a serem reconhecidas. Com o uso de cores próximas umas das outras, por exemplo, um rótulo com as cores vermelho-rosa-azul você pode definir um objeto ou local para a câmera, por exemplo, esse rótulo mostra o local da porta. Isso pode ajudar a reconhecer milhares de objetos com esta câmera! Este conjunto de cores é denominado “código de cores” ou CC. para configurar CC você deve usar PIXY mon e então ele pode ser usado como qualquer assinatura.

Nono:

Depois de um ensino bem sucedido, se um microcontrolador ou placa for conectado à câmera, pode dar o objeto detectado por pixy. Se você estiver usando um Arduino, use esta pinagem para conexão. (clique aqui para mais informações), então baixe a biblioteca PIXY aqui, adicione às bibliotecas do Arduino na direção de Sketch> Incluir biblioteca> Adicionar biblioteca ZIP. Agora selecione o arquivo zip da biblioteca. Isso é feito! Agora, com o esboço padrão de PIXY, ele fornecerá X e Y (localização) e largura e comprimento (tamanho) do objeto. Outros esboços também podem ser usados; como pan e tilt. Para outras conexões de placas, você pode ver aqui.

NOTA: O ensino tem dois métodos conforme explicamos: 1. Usando PIXY sem PIXY MON, como o que os robôs fazem e não estão conectados a um PC. O método será, mas como definir o número da assinatura? O led se o PIXY vai mudar de cor nos primeiros momentos de ensino, o clique que você der em qual cor vai definir o número; do vermelho que significa 1 ao violeta que significa 7. No método 2, a configuração do número será feita apenas com a aplicação.

Etapa 6: Muito próximo do “FIM”

Explicamos sobre o que gerou a necessidade do uso de fotos, o que é processamento digital de imagens e como isso pode ser feito. Quais maneiras temos e de hardware que atualmente pode nos ajudar, escolhemos PIXY para a explicação. explicamos como funciona e o que fazer se você for um iniciante em câmeras pixy! Agora você pode iniciar o processamento de imagem para seu pequeno robô e desfrutar de um terceiro olho com seu computador.

Você também pode ler este projeto no site oficial da ElectroPeak: