Konenäkö
Wikipedia
Konenäöksi kutsutaan yleensä järjestelmää, jossa tietokonenäköä sovelletaan teolliseen tarkoitukseen. Järjestelmä koostuu kamerasta, tietokoneesta ja siinä toimivassa kuvankäsittelyohjelmasta, joka tulkitsee kuvan automaattisesti. Sovelluskohteita ovat esimerkiksi pullonpalautusautomaatti ja teollisuuden robottisolut.
Konenäköjärjestelmät suorittavat pääasiassa tarkoin ennalta ohjelmoituja tehtäviä, kuten kappaleiden laskentaa liukuhihnalta, sarjanumeroiden lukemista tai pintavikojen etsimistä. Vaikka konenäköjärjestelmillä ei ole älyä tai ihmisen oppimiskykyä, niitä pidetään käyttökelpoisina useaan eri tehtävään. Järjestelmiä käytetään tehtäviin, joissa optisen tarkastuksen pitää olla nopeaa, tarkkaa, ympärivuorokautista ja toistettavaa.
Konenäöllä voidaan korvata ihmiselle rasittavia rutiinitehtäviä esimerkiksi liukuhihnalla tai suorittaa ihmisen näkökyvylle mahdottomia tehtäviä käyttämällä avuksi aallonpituuksia, joita ihmisen silmä ei pysty havaitsemaan.
[muokkaa] Konenäköjärjestelmän osat
Tyypillinen konenäköjärjestelmä, joka kuvaa liukuhihnalla kulkevia kappaleita, voi koostua seuraavista osista:
- Valokenno
- Mustavalko-kamera
- Valaisin
- Liitäntäkortti kameralle, "framegrabber"
- Tietokone
- Digitaaliset liitännät koko prosessin ohjausjärjestelmään
Valokenno laukaisee kameran kappaleen kulkiessa kameran ohi. Valaistusjärjestelyillä kuva on mittausta varten saatu optimaaliseksi korostamalla tarkkailtavia kohtia kuvasta.
Kuva siirretään digitaalisessa muodossa liitäntäkortin kautta tietokoneelle, jossa sitä voidaan käsitellä. Kuvan tulkitsemisessa on yleensä useita vaiheita. Aluksi kuvasta voidaan suodattaa kohinaa pois tai yksinkertaistaa muuttamalla harmaasävykuva vain mustaa ja valkoista sisältäväksi kuvaksi. Tämän jälkeen yksinkertaistetusta kuvasta voidaan laskea, mitata tai tunnistaa kappaleita tai kappaleen osia. Mittaustuloksien perusteella tietokoneohjelma luokittelee kappaleen ennalta ohjelmoidulla tavalla, esimerkiksi hyvä tai huono. Tieto välitetään kameraa seuraaville laitteille tuotantolinjalla, jotka voivat esimerkiksi poistaa huonot kappaleet liukuhihnalta.
Useimmat konenäköjärjestelmät käyttävät mustavalkoisia kameroita, mutta värikameroiden käyttö yleistyy jatkuvasti.
Erillistä tietokonetta ei aina tarvita, sillä kamerat, joissa on sisäänrakennettu tietokone, älykamerat, ovat yleistyneet. Älykameran käyttö tekee erillisien tietokoneen ja liitäntäkortin käytön tarpeettomaksi, jolloin systeemistä tulee edullisempi ja toimintavarmempi.
FireWire ja USB -väylien yleistymisen myötä ne ovat tulleet myös konenäköjärjestelmien osaksi. Näihin väyliin liitettävät kamerat ovat helppokäyttöisempiä kuin aiemmat oman liitäntäkortin vaatineet.
[muokkaa] Kuvankäsittelymetodeja
Konenäkösovellukset sisältävät yleensä valmiita metodeja kuvankäsittelyä varten, muun muassa seuraavia:
- Pikselien määrän laskenta, lasketaan tietyltä alueelta tummien ja vaaleiden pikselien määrä
- Kynnystys, kuvan sävyjen määrää vähennetään, yleisesti valkoiseen ja mustaan
- Segmentointi, vaaleista ja tummista pikseleistä muodostetaan alueita, joilla on muun muassa sijainti ja pinta-ala
- Viivakoodin ja kaksiulotteisten koodien lukeminen
- OCR, tekstin tunnistus
- Mittojen ottaminen kappaleesta
- Reunan haku, kohteen reunojen etsiminen kuvasta
- Kuvion etsintä, tietyn kuvion etsiminen, mallin sovittaminen kuvaan ja löytöjen määrän laskeminen
- Hahmontunnistus, kääntyneen, osittain peittyneen ja eri kokoisen hahmon etsiminen kuvasta
Useimmissa tapauksissa konenäköjärjestelmät käyttävät useita eri tekniikoita yhden kokonaisen tarkistuksen tekemiseen. Viivakoodin lukeva järjestelmä saattaa myös tarkistaa kappaleen pinnan eheyden ja mitata kappaleen leveyden ja pituuden.
