پردازش تصویر صنعتی یکی از بخش‌های بسیار کاربردی از یادگیری ماشین و حوزه هوش مصنوعی است. در این مقاله به استفاده‌های “پردازش تصویر صنعتی” خواهیم پرداخت.
پردازش تصویر چیست؟ #
پردازش تصویر شیوه‌ای است که به کمک آن بتوان عملیات‌هایی را برای بهبود تصویر یا استخراج اطلاعات مفید بر آن اعمال کرد. به بیان دیگر، پردازش تصویر نوعی از پردازش سیگنال است که ورودی آن تصویر است و خروجی آن می‌تواند تصویر یا ویژگی‌های مرتبط با تصویر باشد. از این ویژگی‌ها می‌توان برای تشخیص اشیاء، دسته‌بندی کردن عکس‌ها و دیگر کارکردهای مرتبط با یادگیری ماشین استفاده کرد.
کاربردهای یادگیری ماشین در صنایع #
یادگیری ماشین کاربردهای بسیاری در صنایع دارد، در ادامه به برخی از آن‌ها می‌پردازیم. در صنایع وتولید از یادگیری ماشین برای تشخیص، شمارش و اندازه‌گیری در فرایندهای اتوماسیون هوشمند استفاده می‌شود. همچنین در زمینه‌های امنیتی و نظامی، از پردازش تصویر صنعتی برای شناسایی هدف، ردیابی، تشخیص اشیاء و… استفاده می شود. یا در صنعت فیلم و عکاسی، از پردازش تصویر برای بهبود تصاویر، واضح کردن، برش زدن، مخلوط کردن و… استفاده می‌شود.
پردازش تصویر صنعتی در خطوط تولید هوشمند #
بازرسی تصویری و کنترل کیفیت در محصولات تولیدی معمولاً توسط افراد انجام می‌شود. با اینکه معمولاً افراد در این کار ماهر هستند و از ماشین‌ها هم بهتر عمل می‌کنند؛ اما بسیار کندتر هستند و برای مدت طولانی توانایی انجام کار را ندارند. بسیاری از کارخانه‌ها نیاز دارند تا اطلاعات به سرعت و مکرراً استخراج و پردازش شود و از این اطلاعات برای استراتژی تولید و تصمیم‌گیری، استفاده شود. به همین دلیل پیشرفت‌های تکنولوژی پردازش تصویر صنعتی منجر به رونق و کیفیت تولید در بیشتر کاربردهای صنعتی آن شده است. به طور مثال، پایش برخی شرایط محیطی در صنایع هوافضا یا ساخت و تولید می‌تواند سخت یا خطرناک باشد. بینایی ماشین می‌تواند جایگزین مناسبی برای بازرسی انسانی باشد.
پردازش تصویر صنعتی در صنایع معدنی و حفاری #
برای مثال یک کانسنگ منگنزِ آهن‌دار را مورد ببرسی قرار می‌دهیم. در این سنگ‌ها طیفی از تغییرات رنگ تا تغییر در ساختار شیمیایی‌شان قابل مشاهده است. این سنگ‌ها در تصاویر RGB و برای تحلیل هیستوگرام، تحلیل بافت و تکنیک‌های تشخیص لبه مورد بررسی قرار میگیرند. از این تکنیکها برای تشخیص توده‌های آلومینا و تمیز دادن انواع سنگ معدن استفاده می‌شود. نتایج این فرایند، می‌تواند به مطالعات بعدی که برای توسعه متدلوژی طبقهبندی سنگ معدن و شیوه‌های نوین و مقرون به صرفه صنایع حفاری منجر شود؛ کمک کند.
استفاده دیگر از تکنیک‌های پردازش تصویر صنعتی برای تشخیص صخره‌های بزرگ است. تشخیص این صخره‌ها، مسئله‌ای مهم و گاهاً بحرانی در صنعت حفاری است؛ چرا که ریسک مسدود شدن مسیر ماشین آلات هزینه‌های سنگینی را در پی خواهد داشت.
پردازش تصویر صنعتی در خطوط تولید #
پردازش تصویر صنعتی امکان نظارت در لحظه و خودکار را در حین فرایند تولید فراهم می‌کند. همچنین، در خطوط تولید با سرعت بالا، پردازش تصویر صنعتی قادر است کالاهای دارای نقص را شناسایی و به دقت ضبط کند. دوربین‌های دارای پردازش تصویر در مکان‌هایی که امکان نظارت افراد وجود ندارد، مثل بخش‌هایی با دمای بالا یا در محیط‌های آلوده؛ می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند.
در حوزه پردازش تصویر صنعتی، وضوح تصویر فقط مسئله‌ای درمورد پیکسل‌های تصویر نیست. فرم و اندازه پیکسل، به اندازه حساسیت و اندازه تصویر و امکان کنترل بر تاریکی و روشنایی عکس و قابلیت دوربین در اسکن کردن بخشی از تصویر، اهمیت فراوان دارد. به طور مثال در یک کارخانه، قطعات معیوب باید شناسایی شود که این کار می‌تواند با کمک پردازش تصویر انجام شود.
مراحل فرایند کنترل کیفی صنعتی #
- دوربین باید در مکان مناسبی قرار بگیرد چرا که همه چی بستگی به تصویر دریافتی دارد. هرگونه نقص اولیه در تصاویر می‌تواند منجر به تأثیرات بسیار جدی در تحلیل و تفسیرِ آن شود.
- تصاویر ضبط شده جمع‌آوری و پردازش می‌شوند.
- تصاویر ضبط شده دسته‌بندی می‌شوند.
- ویژگی‌های تصویر برای کاهش دادن ابعاد (جنبه‌ها) استخراج می‌شود. این مرحله شامل کاهش دادن مقدار اطلاعات مورد نیاز است که بتوان با دقت بالا دسته‌های بزرگ داده را توصیف کرد. این ویژگی‌ها شامل اندازه، موقعیت، اندازه‌گیری حد فاصل و شناسایی بافت می‌شود. این شاخصه‌ها را با استفاده از شبکه‌های آماری، ساختاری، تطبیق بلوکه و شبکه های عصبی یا فازی می‌توان استخراج کرد. مجموعه مشخصه‌های محاسبه شده، توصیف تصویرِ ورودی را شکل می‌دهند.
- سیستم باید تصمیم بگیرد که نتیجه تولید واحد صنعتی با استانداردهای کیفی و مشخصه‌های محاسبه شده مطابقت دارد یا نه، که این مقایسه با کمک گرفتن از داده‌های مقایسه ای است که قبلاً به سیستم ارائه شده است.
چه صنایعی از پردازش تصویر صنعتی استفاده می‌کنند؟ #
امروزه تکنولوژی بینایی ماشین و تکنیک‌های پردازش تصویر با توجه به توجیهات اقتصادیِ این سیستم‌ها در صنایع مختلف و به صورت گستردهای مورد استفاده قرار گرفته است و روز به روز در حال گسترش بیشتری در پروژه‌های جدیدتر هستند.
در صنایع مختلف، از پردازش تصویر صنعتی در شمارش و اندازه‌گیری اشیاء، دسته‌بندی اشیاء، اندازه‌گیری ابعاد و کنترل درجه‌بندی، تشخیص نقص شامل تشخیص شکاف، بررسی تگها و خوانش بارکدها و علامت‌ها بر روی محصول استفاده می‌کنند. این تکنولوژی‌ها درطیف وسیعی از صنایع استفاده می‌شوند که می توان به موارد زیر اشاره کرد.
-صنایع داروسازی و تجهیزات پزشکی
-صنعت خودرو
-صنعت بسته‌بندی
-صنعت کاشی و سنگ
-صنعت پلاستیک و پلیمر
-صنعت لوله و کابل
-صنعت غذا و نوشیدنی
-صنعت فولاد
-صنعت کشاورزی
-صنعت قطعات
-خطوط تولید بوردها و تجهیزات الکتریکی، شامل خطوط تولید موبایل
-کنترل ماشین‌های صنعتی (ربات‌های صنعتی و بازوهای مکانیکی)
-صنایع هسته‌ای و هوافضا
