SistemaDiVisione.it PrintTecnologia dei sistemi di visioneNozioni di base sull'elaborazione delle immaginiPixelIl segnale video trasmesso da una telecamera comprende inf ormazioni di luminosit/oscurit che cambiano con il tempo.Tuttavia, con questo segnale non possibile determinare il tempo (posizione sullo schermo). Quando una linea di scansioneviene suddivisa in base allimpulso di clock con una f requenza specif icata, come mostrato nella colonna precedente, possibile determinare la posizione orizzontale sullo schermo. Poich la posizione verticale viene originariamente determinatadal numero della linea di scansione, lo schermo viene suddiviso come una griglia. Ciascun elemento della griglia vienechiamato pixel. Unimmagine target viene riconosciuta come una combinazione di pixel bianchi e neri. Tutti i processi vengonoeseguiti in base ai pixel.Conversione digitale binariaUn segnale video trasmesso da una telecamera un segnale analogico. Per utilizzare il segnale video per variedif f erenziazioni e misure, il segnale analogico deve essere convertito in un segnale digitale. Per convertire il segnale daanalogico a digitale, occorre impostare un livello di soglia per il segnale video. Le aree pi luminose rispetto al livello di sogliavengono def inite bianche, mentre le aree pi scure rispetto al livello binario vengono def inite nere. I segnali digitalicorrispondenti a un pixel bianco vengono def initi 1 (= HI), e quelli corrispondenti a un pixel nero vengono def initi 0 (= LO).Elaborazione della scala dei grigiOltre al metodo di conversione binaria, il metodo di elaborazione dei grigi viene utilizzato anche nelle apparecchiature dielaborazione dellimmagine. La serie CV utilizza il metodo di elaborazione dei grigi, basato sui dati di graduazione dellaluminosit dellimmagine acquisita dalla telecamera. Il metodo di conversione binaria riconosce solo i dati di bianco o nero (1 o0). Il metodo di elaborazione dei grigi divide la graduazione della luminosit in 8 bit (256 livelli) e serve per ottenere un risultatodi dif f erenziazione basato su tutti i dati. Pertanto, questo metodo consente un rilevamento migliore e pi preciso.Elaborazione cromatica (conversione binaria del colore mediante estrazione del colore)Il segnale video a colori della telecamera convertito in dati digitali RGB mediante la conversione A/D dellimmagine. Questidati vengono utilizzati per loperazione di calcolo della dif f erenza, in modo da ottenere dati di R- (meno) G, B-G e R-B dai datiRGB ricevuti. I parametri delle inf ormazioni di questi sei colori sono utilizzati per controllare il grado di corrispondenza con ilcolore specif icato. Ci si ottiene impostando il campo sullo schermo e poi estraendo il colore che corrisponde a quelloprecedentemente specif icato. Poi, ciascun pixel viene convertito in modo binario in un pixel estratto o in uno non estratto.Questo operazione di calcolo della dif f erenza garantisce unestrazione stabile anche per i colori scuri e con unalta velocitdi elaborazione.Elaborazione della scala dei toni di coloreI dati delle informazioni di colore sono divisi in 256 livelli.In base al colore rilevato, i colori sono divisi in 256 livelli. Il colore rilevato viene identif icato come livello 255, mentre gli altricolori, che presentano una crescente dif f erenza di tonalit rispetto al colore di rif erimento, sono identif icati come pi vicini allivello 0. Diversamente dalla conversione binaria dei colori, lelaborazione della scala dei toni di colore utilizza 256 livelli ditonalit, pertanto questa elaborazione assicura un rilevamento stabile anche quando il colore di un target varia a causa didif f erenze individuali. Cos come nella conversione binaria del colore, i sei parametri sono utilizzati per le operazioni interne.EsempioIl caso del colore rosso (R) viene illustrato qui in basso (la stessaspiegazione vale per gli altri parametri). Caratteristiche dellelaborazione dellascala dei toni di coloreAnche se la luminosit circostante cambiao se il colore di un target varia a causa didif f erenze individuali, lelaborazione dellascala dei toni di colore assicura unrilevamento pi stabile rispetto allaconversione binaria.Poich lelaborazione della scala dei toni dicolore utilizza dati a 256 livelli, risulta pief f icace della conversione binaria per lamisurazione della posizione ( possibileef f ettuare lelaborazione dei sub-pixel).Principi di base dellelaborazione filtroIl termine elaborazione f iltro si rif erisce alle modif iche applicate a unimmagine acquisita grezza, al f ine di ottimizzarnedeterminate caratteristiche. Solitamente, il f iltro modif ica le propriet di un singolo pixel sulla base delle inf ormazioni raccoltedai pixel circostanti (utilizzando larea 3 x 3 attorno al pixel modif icato). Lelaborazione f iltro viene applicata a tre immagini (da0 a 255 toni), ciascuna in direzione verticale e orizzontale. Per sottoporre a elaborazione f iltro 512 x 480 pixel occorrono240.000 elaborazioni f iltro.Filtro EspandiUn f iltro Espandi sostituisce il pixel centrale con il pixel pi luminoso tratto dalla griglia di pixel 3 x 3circostante. Questa elaborazione aiuta a rimuovere i componenti di disturbo scuri (si veda lo schemasottostante).Filtro RiduciAl contrario, il f iltro Riduci sostituisce il pixel centrale con il pi scuro dei nove pixel circostanti.Questa elaborazione aiuta a rimuovere i componenti di disturbo chiari (si veda lo schemasottostante). Schema di un f iltropixel 3 x 3Esempi di elaborazione filtro Immagine grezza Elaborata con un f iltro Espandi Elaborata con un f iltro Riduci