T3 Endüstri Çözümleri
1.4. Multispektral Görüntüleme Nedir?
Multispektral görüntüleme, insan gözünün göremediği ek bilgiler elde etmemizi sağlar. Multispektral kameralar renklerden daha fazlasını görebilir. Elektromanyetik spektrum boyunca belirli dalga boyu aralıklarında görüntü verilerini yakalarlar. Işığı az sayıda spektral bantta (çoğunlukla 3 ile 15 arasında) ölçebilirler. Yüzlerce spektral bandı yakalayabilen kameralar da vardır. Buna hiperspektral görüntüleme denir.
İnsan gözü 380 ile 780 nanometre arasındaki dalga boylarına sahip elektromanyetik dalgaları görebilir. Bu aralığın dışındaki dalga boylarına sahip elektromanyetik dalgalar insanlara görünmez. Multispektral görüntüleme, insan gözünün göremediği ek bilgiler elde etmemizi sağlar.
Spektral görüntü bilgilerini elde etmenin üç olası yolu vardır; optik elemanlara sahip bir kamera, sürekli filtre veya filtreli bir CMOS sensörü. Optik elemanlara sahip multispektral kameralar prizma, sensör, ızgara ve lensden oluşur. Işık kameraya bir yarıktan girer, prizma ve ızgaralar ışığı kırar. Çizgi tarama sensörü daha sonra çok bantlı bir görüntüyü satır satır oluşturabilir. Bu tarama türünün bir dezavantajı, performansın büyük ölçüde optik elemanların hizalanmasına bağlı olmasıdır. Kalibrasyon çok önemlidir ve maliyetli olabilir.
Diğer tarama türleriyle karşılaştırıldığında, CMOS sensörleri üzerinde spektral filtreli kameralarda hizalama gerektiren optik parça yoktur. Tek bir çekimde farklı dalga boylarına sahip nesneleri yakalayabilirler. Bu sensörler çok daha ekonomiktir ve bir görüntü sistemine entegre edilmesi daha kolaydır. Multispektral kameralar baskı devre kartı kontrolünde, banknotlarda sahtecilik tespitinde, dermotolojide cilt karakterizasyonunda ve gıda endüstrisinde kullanılmaktadır.
Geleneksel RGB kameralar, elmaların zarar görüp görmediğini veya kırmızı lekeler olup olmadığını tespit edebilir. Multispektral kameralar, elmadaki en ufak bir çentiği bile algılayabilir.
1.5. CMOS Görüntü Sensörleri
İki tür görüntü sensörü vardır: CCD ve CMOS. Uygulamamız için doğru sensörü bulmak, uygulamanın gereksinimlerine bağlıdır. CMOS sensörleri; yüksek kare hızı, yüksek çözünürlük, düşük güç tüketimi, geliştirilmiş gürültü performansı, geliştirilmiş kuantum verimliliği, güçlü bir dinamik performans ve iyi bir fiyat performans sağlamaktadır. Geniş dinamik aralık, kameranın hem parlak hem de karanlık görüntü ayrıntılarını yakalamasını sağlar.
1.6. Modern CMOS Kameraları Karşılaştırmanın En İyi Yolu
Hemen hemen her sensör modeli için, kullanıldığı farklı üreticilere ait önemeli sayıda kamera vardır. Kullanılacak uygulamaya göre kamera seçiminde bazı kriterler seçilmesi gerekmektedir.
European Machine Vision Association (EMVA) tarafından değerlendirilmiş EMVA 1288 standardı, endüstriyel bir kameranın veya böyle bir kamera için bir sensörün görüntü kalitesini ve hassasiyetini tanımlayan verileri belirleme yöntemlerini tanımlar.
Uygun bir model seçmek söz konusu olduğunda kameraların EMVA verilerini karşılaştırmak çok önemlidir. Sadece EMVA verileri ile bir kameranın ne kadar uygun olduğu belirlenebilir. Fakat EMVA verileri, sensör tasarımıyla ilgili sorunları her zaman tam olarak tanımlamaz. Görüntü artefaktından dolayı oluşan hatalar, yanıp sönen pikseller insan gözünün hemen dikkatini çekmektedir fakat EMVA değerlerini etkilememektedir. Örnek bir kamera ile kapsamlı bir test, kullanıcıya çok daha fazla yardımcı olacaktır.
EMVA standardı tarafından kapsanmayan kamera özellikleri; tasarım boyutu, kullanılan donanım, çevresel etkiler (sıcaklık ve sıcaklık değişimi), elektromanyetik parazitlere karşı hassasiyetlerini içerir.
1.6.1. Kamera Boyutu
Aynı sensörler, tamamen farklı kamera formatlarında bulunabilir. Daha küçük boyutlar daha fazla esneklik sunar ve sistem içinde yerden tasarruf sağlar. Ancak elektrik tüketimi ve ısı yönetiminin de dikkate alınması gerektiğinden en küçük kamera genellikle en uygun kamera değildir. Standart fabrika otomasyon uygulamaları için, bu yönler tipik olarak birinci derecede önemlidir.
1.6.2. Kameradaki Donanım
Kamera donanımı söz konusu olduğunda, aynı sensörlere sahip kameralarda farklı performansa katkıda bulunan çeşitli görünmeyen özellikler vardır. FPGA‘lar birçok kamera konseptinin özünü temsil eder. FPGA ile temel mantık kapılarının ve yapısı daha karmaşık olan devre elemanlarının işlevselliği arttırılmaktadır. Alanda programlanabilir olarak adlandırılmasının nedeni ise mantık bloklarının ve ara bağlantıların üretim sürecinden sonra da istenen amaca göre yeniden programlanabilmesidir.
FPGA’ların en önemli özelliklerinden biri paralel işlem yapabilmeleridir. Yani uygulamaya ve kapasiteye göre, birbirine paralel birçok işlemi aynı anda yapabilmek mümkündür. Güçlü bir FPGA, birçok aygıt yazılımı işlevinin (özellikle görüntü optimizasyonu) bilgisayara veya işleme kartına ek işlem yükü yüklemeden kamera içinde kullanılmasını mümkün kılar. RAM, görüntülerin ara depolanması için donanım için de avantajlı olabilir.
1.6.3. Kameranın Sıcaklık/Isı Gelişimi
Daha yeni CMOS sensörleri, eski CMOS sensörlerinden veya CCD sensörlerinden önemli ölçüde daha yüksek kare hızlarında çalışır. Bu daha iyi performans sağlarken, aynı zamanda daha yüksek güç tüketimi ve kamera içinde daha fazla ısı üretimi ile sonuçlanır. Kameradaki daha yüksek iç sıcaklıklar, çeşitli uygulamalarda sorunlara neden olabilir ve görüntü kalitesini düşürebilir. Kameralar arasındaki sıcaklık karşılaştırmaları için, ölçümün aynı kare hızlarında ve çözünürlük seviyelerinde gerçekleştirilmesine her zaman dikkat edilmelidir.
1.6.4. Firmware Özellikleri ve Yüksek Veri İletim Kararlılığı
Aynı sensöre sahip kameralar, kamera yazılımı ve donanım yazılımı farklılık gösterdiğinden çok farklı davranabilir. GenICam, GigEVision ve USB3 Vision arabirim standartlarıyla uyumluluk burada önemli olacaktır. Bu standartlar, kameranın iletişim kanallarını ve arayüzlerini düzenler ve tanımlar. Veri aktarımı sırasında güvenilir kalite sağlar.
Bir dahaki yazımızda aşağıdaki konu başlıklarını inceleyeceğiz, esen kalın.
- 1.7. Embedded Vision (Gömülü Görme) Nedir?
- 1.8. Gömülü Görme Sistemleri
- 1.9. Gömülü Görmede Görüntü İşleme Platformları
Yorumlar
Yükleniyor...