مقاله آشنایی با ماشین بینایی و تصویر برداری دیجیتالی

اختصاصی از فی توو مقاله آشنایی با ماشین بینایی و تصویر برداری دیجیتالی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

*مقاله آشنایی با ماشین بینایی و تصویر برداری دیجیتالی*

تعداد صفحات: 185

فرمت فایل:word

پیشگفتار:

با ساخت وسایل الکترو مغنا طیسی نظیر انواع الکتروموتورها، بوبین ها ،رله ها وغیریه ،انسان قادر شد با بهره گیری از الکترونیک  ، کنترل ابزارهای مکانیکی را در دست گیرد و سر انجام با پیدایش میکرو پروسسورها و با توجه به توانایی آنها در پردازش اطلاعات و اعمال کنترلی و همچنین قابلیت مهم برنامه پذیر بودن آنها تحول شگرفی در ساخت تجهیزات الکترونیکی و صنعتی وغیره به‌وجودآمد.

پیشرفت ها و تحولات اخیر باعث پیدایش اتوماسیون صنعتی شده که در بسیاری از موارد جایگزین نیروی انسانی می گردد.به عنوان نمونه انجام امور سخت در معادن و یا کارخانه ها و یا کارهایی که نیازمند دقت وسرعت بالا می‌باشد و یا انجام آن برای نیروی انسانی خطر آفرین است به انواع دستگاهها و رباتها سپرده شده است. همچنین با پیشرفت الکترونیک در زمینه ساخت سنسورها . بالا رفتن دقت آن ها،  امروزه انواع گوناگونی از حس گرها در دنیا تولید می شود که در ساخت رباتها و در زمینه اتوماسیون نقش مهمی را ایفا می‌کنند.
در این پایان نامه پس از مباحثی در مورد  پردازش دیجیتالی تصویر ، معرفی میکرو کنترلر 8051  بصورت مختصر و در حد نیاز و بخش کوچکی در مورد استپ موتورها  به طراحی وپیاده سازی نمونه ای کوچک از یک ماشین مسیر یاب پرداخته شده است .شایان ذکر است که مطالب مربوط به طراحی وساخت ماشین بگونه ای بیان شده که توسط هر فردی که آشنایی مختصری با میکرو کنترلرها داشته باشد، قابل پیاده سازی است.

در خاتمه از استاد گرانقدر جناب آقای همایون موتمنی و نیز تمام کسانی که  در این امر مرا یاری دادند، از جمله مهندس فیض ا... خاکپور و نیز دوست عزیزم مهدی جعفری ، تشکر و قدردانی می نمایم.

فصل اول

آشنایی با ماشین بینایی و تصویر برداری دیجیتالی

1-1کلیات

تکنولوژی ماشین بینایی وتصویر بر داری دیجیتالی شامل فرایند هایی است که نیازمند بکارگیری علوم مختلف مهندسی نرم افزار کامپیوتر می باشد این فرایند را می توان به  چند دسته اصلی تقسیم نمود :

• ایجاد تصویر به شکل دیجیتالی
• بکارگیری تکنیکهای کامپیوتری جهت پردازش ویا اصلاح داده های تصویری
• بررسی و استفاده از نتایج پردازش شده برای اهدافی چون هدایت ربات یا کنترل نمودن تجهیزات خود کار ، کنترل کیفیت یک فرایند تولیدی ، یا فراهم آوردن اطلاعات جهت تجزیه و تحلیل آماری در یک سیستم تولیدی کامپیوتری (MAC)

ابتدا می بایست آشنایی کلی ، با هر یک از اجزاء سیستم پیدا کرد و از اثرات هر بخش بر روی بخش دیگر مسطح بود . ماشین بینایی و تصویر بر داری دیجیتالی از موضوعاتی است که در آینده نزدیک تلاش و تحقیق بسیاری از متخصصان را بخود اختصاص خواهد بود.

در طی سه دهه گذشته تکنولوژی بینایی یا کامپیوتری بطور پراکنده در صنایع فضایی نظامی و بطور محدود در صنعت بکار برده شده است . جدید بودن تکنولوژی ، نبودن سیستم مقرون به صرفه  در بازار و نبودن متخصصین این رشته باعث شده است تا این تکنولوژی بطور گسترده استفاده نشود .

تا مدتی قبل دوربین ها و سنسورهای استفاده شده معمولا بصورت سفارشی ومخصوص ساخته می شدند تا بتوانند برا ی منظورخاصی مورد استفاده قرار گیرند همچنین فرایند ساخت مدارهای مجتمع بسیار بزرگ آنقدر پیشرفت نکرده بود تا سنسورهای حالت جامد با رزولوشن بالا ساخته شود .

استفاده از سنسورهای ذکر شده مستلزم این بود که نرم افزار ویژه ای برای آن تهیه شود و معمولا این نرم افزارها نیز نیاز به کامپیوتر هایی با توان پردازش بالا داشتند. علاوه بر همه این مطالب مهندسین مجبور بودند که آموزشهای لازم را پس از فراغت از تحصیل فرا گیرند . زیرا درس ماشین بینایی در سطح آموزشهای متداول مهندسی در دانشگاهها وبه شکل کلاسیک ارائه نمی شد .

دانلود مقاله مقایسه فراوانی ازدواج خویشاوندی در والدین دارای نارسایی بینایی

اختصاصی از فی توو دانلود مقاله مقایسه فراوانی ازدواج خویشاوندی در والدین دارای نارسایی بینایی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مقایسه فراوانی ازدواج خویشاوندی در والدین دارای نارسایی بینایی مقطع ابتدایی و دانش آموزان با مقطع دبیرستان شهر تهران

پژوهش حاضر به مقایسه فراوانی ازدواج خویشاوندی در والدین دانش آموزان دارای نارسایی بینایی مقطع ابتدایی و دبیرستان شهرتهران می‌پردازد. جامعه آماری شامل والدین کلیه دانش‌آموزان دارای نارسایی بینایی مقاطع ابتدایی و دبیرستانی مدارس استثنایی شهر تهران در سال تحصیلی 87-1386 است با استفاده از روش نمونه‌گیری تصادفی ساده گروه نمونه شامل والدین 59دانش آموز دارای نارسایی بینایی انتخاب گردید. ابزار پژوهشی نیز، پرسشنامة محقق ساختی است که یکی از والدین پرسشنامه مورد نظر را تکمیل نموده است.
نتایج پژوهش حاصل حاکی از آن است که ازدواج‌های خویشاوندی (همخون) در مقایسه با ازدواج‌های عادی در والدین دانش‌آموزان دارای نارسایی بینایی از فراوانی بیشتری برخوردار است و در زمینه نوع نسبت و در مقایسه فراوانی خویشاوندی پسر عموی - دختر عمو (5/15%) بالاترین فراوانی و پسردایی – دخترعمه(6/5) کمترین فراوانی را داشتند. ازدواج خویشاوندی در والدین دانش آموزان دارای نارسایی بینایی مقطع ابتدایی در مقایسه با مقطع دبیرستان کاهش داشته است که نشانگر تأثیر اقدامات پیشگیرانه مسوؤلان ذیربط است.

مقدمه
شرایط خلقت در تمامی جهان و برای تمامی کودکان یکسان است. همه ی افراد بشر به یک نحو پا به این دنیای خاکی می‌گذراند و نطفه آنان نیز به یک طریق بسته می‌شود. ولی حتی دو کودک را در این جهان پهناور نمی‌توان یافت که از نظر خصوصیات جسمانی و روانی کاملاً یکسان باشند. بررسی‌های انجام شده نشان می‌دهد که در میان مخلوقات خداوند عده ای با دیگران از نظر جسمی و روحی تفاوت‌هایی دارند، علاوه بر برخی تفاوت‌های ظاهری چون قد، رنگ مو، رنگ چشم، عده ای دیگر از ابنای بشر تفاوت‌های دیگری نیز با همنوعان خود دارند، مثلاً عده ای از نظر دید با دیگری متفاوت اند و یا از نظر شنوایی چون دیگران نیستند و گروهی از نظر هوش و استعداد فراگیری قدرت دیگران را ندارند و یا بالعکس از دیگران برترند. به طوری کلی این کودکان را کودکان استثنایی می‌نامند (پاکزاد، 1376).
درصد چشمگیری از کودکان بر اثر عوامل گوناگونی (چون: عوامل ارثی، عوامل دوره بارداری، اشکالات هنگام تولد و یا بروز بیماری‌ها و حوادث در سال‌های طفولیت) دچار نقیصه‌هایی از نظر ذهنی و جسمی (نابینایی و ناشنوایی و...) می‌گردند.
نقص بینایی بیش از هر معلولیت دیگر ناتوانی به بار می‌آورد. دلیل ترس ما از نابینایی آن است که نابینایی نمایان تر از سایر معلولیت‌هاست. دلیل دیگر نقش مهمی است که چشم‌ها در ایجاد روابط اجتماعی ایفا می‌کند. فرد نابینا در ایجاد ارتباط با دنیای اطراف خود دچار مشکل می‌شود. در شناخت بسیاری از مفاهیم و مطالب مانند رنگ‌ها و... دچار مشکل می‌گردد و میان خود و دیگران فاصله ای را احساس می‌کند که دلیل آن نقص بینایی است (محقق، 1387).
یکی از عوامل ایجاد معلولیت بینایی عوامل ارثی است که از طریق مکانیسم‌های وراثتی از نسل‌های قبل به فرد منتقل می‌گردد.
در واقع وجود ژن‌ها است که باعث تفاوت‌های گوناگون و ویژگی‌های غیر اکتسابی افراد می‌گردد. اگر ژن بیماری زایی که در روی یک کروموزوم هست در روی کروموزوم‌های جفت آن نیز یافت شود کیفیتی حاصل می‌گردد که به آن هموزیگوت می‌گویند.
عامل همخونی در ایجاد ناهنجاری‌ها تاثیر فراوان دارد زیرا بیماری‌های متعدد که از نسل‌های قبل ظاهر نشده اند، احتمال بیشتری دارند که در اثر پیوند دو همخون ظاهر و بارز شوند. هرقدر نسبت همخونی بیشتر و نزدیکتر باشد خطر احتمال بروز خصوصیات منفی و بیمارگونه بیشتر است (افروز، 1381).
زیرا ازدواج خویشاوندی باعث افزایش درصد هموزیگوت شدن و خالص شدن یک ژن معیوب شده، لذا میزان شیوع ناهنجاری ارثی و مادرزادی در فرزندان اینگونه زوجین بیشتر از زوجین غیر خویشاوند خواهد بود (نقل از غیاثی، 1375).
بیان مساله
خویشاوندی عبارت است از مجموعه ای از پیوندهایی که به دلیل قرابت نسبی، سببی یا رضاعی بین عده ای از افراد وجود دارد. لذا خویشاوندی دارای انواع نسبی، سببی و رضاعی است (نقل از غیاثی، 1375).
اصولاً خویشاوندی از نظر علم ژنتیک به افرادی گفته می‌شود که دارای اجداد مشترک و بالطبع ژن‌های مشترک باشند، والدین و فرزندان یا خواهران و برادران را در اصطلاح خویشاوندان درجه اول می‌نامند.
نسبت خویشاوندی این افراد برابر است (50 درصد ژن مشترک). عموها، عمه‌ها، خاله‌ها، دایی‌ها را با توجه به برادرزاده‌ها، خواهرزاده‌ها و امثال آن‌ها خویشاوندان درجه دوم گویند. درجه خویشاوندی آن‌ها می‌باشد. پسرعمو، دختر عمه و پسرخاله و دخترخاله و امصال آن‌ها را خویشاوندان درجه سوم می‌نامند، درجه خویشاوندی این قبیل اشخاصل نسبت به یکدیگر برابر می‌باشد. (نقل از پلاسی زاده، 1376).
عوامل و مشکلات وراثتی باعث ایجاد اختلالات فراوان در رشد جسمی و ذهنی کودکان می‌گردد.ازدواج با همخون یا ازدواج فامیلی احتمال بروز معلولیت‌های گوناگون را بیشتر می‌کند. بدین ترتیب که هرگاه والدین با هم فامیل باشند (یعنی ناقل خصوصیات یک خانواده باشند) در صورتی که نسل‌های گذشته این خانواده ضایعه ای بروز نموده باشد احتمال بارز شدن ناهنجاری به مقدار زیادی افزایش می‌یابد . (منبع قبلی)
مسئله ای که پژوهشگر در پژوهش حاضر قصد بررسی آن را دارد این است که آیا در والدین دانش آموزان دارای نارسایی بینایی شهر تهران ، ازدواج خویشاوندی بیش از سایر علل رایج نابینایی وجود دارد و همچنین آیا فراوانی ازدواج‌های خویشاوندی در والدین دانش آموزان مقطع دبستان و دبیرستان تغییری داشته است یا خیر .
ضرورت و اهمیت پژوهش
مهمترین عامل معلولیت زایی، ازدواج فامیلی است که علت آن عامل همخونی است که در میان اقلیت‌ها و روستاییان و خانواده‌هایی که ازدواج با نزدیکان همخون متداول است (مانند دختر عمو، پسر عمو – دختر خاله، پسر خاله و...) نابهنجاری‌های ارثی بیش از دیگران می‌باشد، هرقدر نسبت خونی بیشتر و نزدیکتر باشد احتمال بروز خصوصیات منفی و بیمارگون بیشتر است (افروز، 1381). وفراوانی ازدواج‌های خویشاوندی در حال حاضر باعث می‌گردد که سالیانه کودکان معصوم زیادی قربانی انواع معلولیت‌ها شوند. لذا انجام پژوهش‌هایی در زمینه تاثیر ازدواج‌های فامیلی بر بروز نارسایی بینایی موثر خواهد بود . با توجه به عدم آگاهی بعضی والدین از عواقب و خطرات این ازدواج‌ها ، اهمیت این گونه پژوهش‌ها در افزایش اطلاعات جامعه انکار ناپذیر است ، زیرا پیشگیری مقدم بر درمان محسوب می‌گردد و می‌تواند گام موثری باشد در سالم سازی نسل آینده . با انجام مشاوره‌های ژنتیک می‌توان پیشگیری موثری از بروز این گونه اختلالات داشت و تعداد اختلالات بینایی ناشی از زادواج‌های فامیلی را کاهش داد. (محقق، 1387).
اهداف پژوهش
ازدواج‌های همخون از لحاظ ژنتیکی بسیار مهم است. چرا که نزدیک بودن زن و شوهر موجب افزای آللهای مشترک می‌شود و در نتیجه ایجاد هموزیگوت می‌کند. بیماری‌های ارثی همخون‌ها افزایش می‌یابد، لذا در برخی از جامعه‌ها قوانینی برای ازدواج وضع کرده اند که مانع از پیوستگی‌های نزدیک می‌شود. ازدواج‌های خانوادگی و همخونی علاوه بر افزایش آزارهای ارثی و بیماریهای ژنتیک در نفوس موجب اغطاط مزاجی، کوتاهی عمر، گاهی موجب عقیمی، کاهش قدرت حیات و سقط جنین می‌گردد (به علت وجود ژن‌های مرگبار) (مولوی، 1335).
از زمان داروین به خوبی می‌دانستند که همخونی‌های طولانی موجب کاهش نیرومندی و قدرت جسم و جان می‌شود و از طول عمر می‌کاهد. به علاوه زحمات سوتروتاباخ نشان می‌دهد که تعداد کودکانی که مبتلا به بدشکلی و نابهنجاری هستند بیشتر از ازدواج‌های نزدیک و همخون حاصل می‌شود. فرزندان پدر و مادری که نسبت خیلی نزدیکی دارند (ازدواج با عمه، خاله، دایی، خواهر و غیره) به شکل‌هایی فراوان تری را از سایر ازدواج‌ها نشان می‌دهد. به هر حال باید دانست که ازدواج‌های نزدیک نتایج شوم و پشیمان کننده ای در بر دارد مگر این که خانواده کاملاً سالم و عاری از هر نوع بیماری باشد (مولوی، 1335).
با توجه به تعداد دانش آموزان استثنایی که هر ساله نیز بر تعداد آن‌ها افزوده می‌شود و با توجه به ازدواج‌های همخونی که در کشور صورت می‌گیرد ، هدف پزوهش حاضر یافتن ارتباط دو عامل خویشاوندی والدین و نارسایی‌های بینایی است تا رهنمودی باشد برای کلیه جوانانی که در آستانه ازدواج قرار دارند.
پرسش پژوهش
1) آیا میزان ازدواج‌های خویشاوندی و عادی در والدین دانش آموزان دارای نارسایی بینایی تفاوت معنی‌داری دارد؟
2) آیا فراوانی ازدواج‌های خویشاوندی در والدین دانش آموزان دارای نارسایی بینایی مقطع ابتدایی شهر تهران تفاوت معنی‌داری دارد؟
مفاهیم و اصطلاحات پژوهش
ازدواج فامیلی (خویشاوندی) : ازدواج بین دو نفر که با یکدیگر خویشاوند بوده و دارای ژن‌های مشابه با ساختمان یکسان هستند. ژن‌های مشابه را از اجداد و گذشتگان مشترک دریافت کرده اند (نقل از خانعلی زاده، 1378).
ازدواج فامیلی درجه یک : منظور از ازدواج پسر عمو – دختر عمو، پسر خاله - دختر خاله، پسر دایی – دختر عمه و پسر عمه – دختر دایی است (نقل از خانعلی زاده، 1378).
صفت: صفت، حالت ساختمان و یا عملی است از بدن، یا عضوی از بدن که وسیله تمایز دو فرد مختلف یک گونه می‌شود (هیئت مولفان، 1369).
صفات بارز: یعنی یکی از دو صفتی که در والدین وجود دارد، که یکی ظاهر شده است و خصوصیات صفات مربوطه آن در اندام موجود زنده (ارگانیسم) پدیدار می‌شود. به عنوان مثال چشم مشکی در فردی که چشمان وی مشکی است، ولی در عین حال دارای ژن چشم آبی نیز می‌باشد، ژن بارز به شمار می‌رود.
ژن مکنون یا نهفته: به ژنی اطلاق می‌شود که در سلول موجود زنده وجود دارد، لیکن خصوصیت آن در حضور یک ژن بارز مخفی مانده است. در مثال بالا، ژن چشم آبی در مقابل ژن چشم مشکی وجود دارد، لیکن نهفته مانده است (هیئت مولفان، 1369).
خالص یا هموزیگوت: موجودی را از حیث صفتی خالص می‌گویند که، یاخته‌های جنسی به وجود آورنده صفت مزبور از یک نوع باشند، مسلم است که چنین موجودی خود یاخته‌های جنسی مشابهی از نظر ایجاد همین صفت به وجود خواهد آورد.
ناخالص یا هتروزیگوت: ناخالص به موجودی گفته می‌شود که یاخته‌های جنسی به وجود آورنده وی یکسان نباشد. بدون تردید، یک فرد ناخالص یاخته‌های مشابهی ندارد (50 درصد از یک نوع و 50 درصد از نوع دیگری خواهند بود).
ژنوتیپ و فنوتیپ: ژنوتیپ نمایانگر مجموعه عوامل ارثی یا ژن‌هایی است که در یک فرد وجود دارد. فنوتیپ تنها به صورت ظاهری و قیافه یک موجود گفته می‌شود.
ژن‌های آلل یا ژن‌های همردیف: هر صفت ارثی توسط دو ژن ظاهر می‌شود. یکی از این زن‌ها متعلق به پدر و دیگری از آن مادر است. این قبیل ژن‌ها در روی یک جفت کروموزوم همتا نقاط مشابهی را اشغال کرده‌اند و در اصطلاح به نام ژن‌های همردیف یا ژن‌های آلل نامیده می‌شوند .
نابینایی: انجمن نابینایی آمریکا برای افرادی که اصلاً بینایی قابل استفاده ندارند اصطلاح نابینا و نابینایی را پیشنهاد می‌کند (AFB، 1997).
کم بینایی: کم بینا به فردی اطلاق می‌شود که تیزی دیداری وی در چشم برتر و پس از ترمیم (استفاده از وسایل کمکی) یا کمتر است (نامنی، 1381).

مقدمه
بینایی یکی از منابع مهمی است که برای کسب دانش از آن استفاده می‌کنیم. همچنین بینایی ما را از خطر مصون می‌دارد و ما را از حوادث و وقایع اطرافمان مطلع می‌کند.
نابینایی مرزی نمی‌شناسد و بدون در نظر گرفتن سن، جنس، ملیت، مذهب، نژاد و طبقه ی اجتماعی و اقتصادی، ممکن است افراد را مبتلا سازد.
همانطور که ذکر شد معلولیت بینایی می‌تواند در هر سنی به وجود آید. چنانچه معلولیت شدید بینایی از بدو تولد وجود داشته باشد (معلولیت بینایی مادرزادی) نامیده می‌شود.
افرادی را که پس از تولد (به خصوص پس از دو سالگی) نابینا می‌شوند، نابینایی اکتسابی می‌نامند. معمولاً افراد بینا اطلاعات مختصری درباره نابینایان دارند. برخی افراد تصور می‌کنند که بین افراد بینا و نابینا از نظر حسی – حرکتی، رفتاری و شناختی تفاوت‌های بسیاری وجود دارد و حتی گاهی خود نابینایان نیز چنین می‌پندارند که در دنیای تاریک و سیاهی به سر می‌برند. اما حقیقت این است که تفاوت میان این دو گروه فقط در حد دیدن و ندیدن است و ویژگی‌ها و خصوصیاتی چون خلق و خو، استعداد، علایق، تمایلات و نظایر آن تفاوت‌های فردی است که در بین کلیه افراد یکسان است.
نابینایی را می‌توان یک «ویژگی» یا «خصیصه» هم در نظر گرفت. زمانی که نابینایی را به عنوان یک ویژگی یا یک خصیصه ی بهنجار، مانند صدها ویژگی دیگری که هر یک از ما باید با آن‌ها زندگی کنیم پذیرفته شود، آنگاه می‌توانیم نیازهای واقعی نابینایان را درک کنیم و آن‌ها را از نیازهای غیرواقعی یا ساختگی که بعضاً ساخته و پرداخته ذهن ماست، تمیز دهیم. بدین گونه می‌توانیم ادعا کنیم چنان چه به نابینایان هم فرصت داده شود، می‌توانند پا به پای بینایان بیاموزند و تحول یابند (نامنی، 1381).
تعریف نابینایی
از نظر تربیتی افراد نابینا به کسانی اطلاق می‌شود که میزان بینایی آن‌ها پس از بکارگیری وسایل کمک بینایی مثل عینک با ذره بین به حدی کم و محدود باشد که برای آموزش آن‌ها نتوان از برنامه‌ها روش‌ها و مواد آموزشی دانش آموزان عادی استفاده کرد که در این صورت مجبورند خواندن را به وسیله بریل یا با استفاده از روش‌های سمعی فرا بگیرند (هالاهان و کافمن، 1371).
علاوه بر این طبقه بندی پزشکی از نابینایی طبقه دیگری نیز وجود دارد که به آن نیمه بینا، می‌گویند. نیمه بینا به کسی اطلاق می‌شود که میزان باقیمانده بینایی وی پس از بهره گیری از وسایل و امکانات کمک بینایی متناسب با بینائیش و در نتیجه حداکثر ترمیم بینایی در چشم سالم تر از بیشتر از کمتر باشد (هالاهان و کافمن، 1371).
چنین فردی قادر است به وسیله عینک‌های مخصوص و ذره بین‌های مخصوص از خط عادی و کتاب‌های معمولی و یا از طریق درشت نویسی و کتاب‌های درست خط (ویژه نیمه بینایان) به تحصیل بپردازد. دید به آن معنا است که شخص در فاصله 20 پایی چیزی می‌بیند که فرد با دید معمولی آن را در 200 پایی تشخیص می‌دهد (با این حساب تیزبینی نرمال است) (نامنی، 1363).
با توجه به تعاریف بالا، چگونگی شناخت تشخیص میزان بینایی را می‌توان به شرح زیر خلاصه کرد:
1. نابینایی مطلق و یا فردی که فقط نور را تشخیص می‌دهد و حرکت دست را از فاصله 3 پایی (حدوداً 60 سانتی متر) تشخیص نمی‌دهد، یعنی میزان بینایی حدود است.
2. افراد نابینایی که از فاصله 3 پایی قادر به شمردن انگشتان نیستند، لیکن حرکت دست را به خوبی تشخیص می‌دهند، یعنی میزان بینایی حدود است.
3. افرادی که به خوبی قادرند رفت و آمد خود را به تنهایی انجام دهند، لیکن خطاهای درست روزنامه را تشخیص نمی‌دهند، میزان بینایی حدود است.
4. افرادی که قادرند حروف درشت روزنامه را بخوانند، میزان بینایی آن‌ها حدود است.
5. افرادی که در مرز بینایی و نابینایی قرار دارند و قادر به انجام کارهایی که بینایی رکن اساسی آن را تشکیل می‌دهد نیستند، میزان دیدشان حدود است.
با توجه به مطالب بالا و با در نظر گرفتن میزان بینایی چنانچه فردی بتواند با استفاده از ذره بین و یا خطوط درشت و نظایر آن به مطالعه و آموزش بپردازد، وی را نیمه بینا می‌نامند. در صورتی که این امر فقط به وسیله حس شنوایی و لامسه امکان پذیر باشد، نابینا نامیده می‌شود (نامنی، 1363).
به چه کودکی نابینا گفته می‌شود؟
اختلالات بینایی بر حسب شدت حس بینایی، میدان دید و کارایی بینایی تعریف می‌شوند. برای سنجش توانایی بصری چشم جهت دیدن اشیای دور از صفحه اسنلن استفاده می‌گردد.
این صفحه با حرف E بزرگ شروع شده تا به کوچک ترین اندازه خود می‌رسد. که یک چشم طبیعی می‌تواند حرف E بزرگ را در فاصله 200 فوت به خوبی می‌بیند. زمانیکه دید یک فرد در زمره ی افراد نابینا به شما می‌آید یعنی میدان دید در دامنه می‌باشد. این معلولیت به طور قابل توجهی بر عملکردهای فردی، اجتماعی و به خصوص آموزش کودک تاثیر می‌گذارد (عبدی پور، 1380).
نوع دیگری از طبقه بندی بینایی وجود دارد که چنانچه میدان دید فرد (یعنی حدودی از فضای مجاوری که می‌توان آن‌ها را در یک زمان دید) به شدت محدود شود، آن فرد را می‌توان در حکم افراد بینا محسوب نمود. حتی اگر میزان بینایی او بهتر از باشد. این محدودیت بینایی اغلب تحت عنوان «بینایی کانونی» نامیده می‌شود.
درجه تاثیر بینایی به این معناست که یک فرد تا چه حد خوب می‌تواند از بینایی خود استفاده نماید یعنی چگونگی اطلاعات بینایی در مغز پردازش شده و مورد تجزیه و تحلیل و تفسیر قرار گیرد. (منبع قبلی).
کودکانی نیز وجود دارند که بینایی آن‌ها کم یا جزئی باشد و یا آثاری از بینایی در آن‌ها وجود دارد. این کودکان نیمه بینا هستند و شدت بینایی آن‌ها از تجاوز نمی‌کند.
بینایی کم و بینایی جزئی به یک معنا نیستند. بینایی کم بر حسب کاهش روشنی یا وضوح تعریف می‌شود. حال آن که بینایی جزئی بر حسب فاصله از صفحه اسنلن تعریف می‌گردد.
کودکان کاملاً نابینا خواندن را از طریق لمس و حس لامسه می‌توانند انجام دهند در حالیکه کودکان نیمه بینا از حروف و علایم چاپی درشت خط نیز می‌توانند استفاده نمایند.
شیوع معلولیت نابینایی نسبت به معلولیت‌های دیگر کمتر رایج است و تقریباً از هر 1000 کودک دبستانی یک نفر دچار آن است (عبدی پور، 1380).

طبقه
چشم مشکل دار چشم سالم درصد اختلال
نوع D 6.24 تا 63 6.18 تا 6.9 20 درصد
نوع اول 6.60 تا صفر 6.36 تا 6.18 40 درصد
نوع دوم 3.60 تا صفر 4.60 تا 6.60 یا میدان دید 20 تا 11 70 درصد
نوع سوم ----- 3.60 تا 1.60 یا میدان دید 100 100 درصد
نوع چهارم میدان دید 100 میدان دید 100 -----
فرد دارای یک چشم ----- 6.60 30 درصد
جدول 2-2: طبقه بندی اختلالات بینایی(عبدی پور، 1380).
تعریف دانش آموز نابینا و نیمه بینا
به فردی دانش آموز نابینا اطلاق می‌شود که فاقد بینایی بوده و یا میزان باقیمانده بینایی او علیرغم استفاده از وسایل کمک بینایی به حد کم و محدود ایجاب نماید آموزش وی از طریق روش‌های آموزشی ویژه نابینایان و خط بریل صورت پذیرد. حداکثر حدّت بینایی اصلاح شده چنین دانش آموزی را کمتر بوده و یا زاویه دید او در بزرگترین قطر 20 درجه بیشتر نیست.
به فردی دانش آموز نیمه بینا اطلاق می‌شود که میزان باقی مانده ی بینایی با استفاده از وسایل کمک بینایی به حدی کم و محدود است که قادر به استفاده از خطوط کتاب‌های عادی نبوده و برخورداری وی از آموزش و پرورش مستلزم استفاده از وسایل کمک بینایی مخصوص یا کتاب‌های درشت خط می‌باشد. حداکثر حدّت بینایی اصلاح شده چنین دانش آموزانی بیشتر از کمتر است (کورن، 1381).
فرد نابینا قانونی
بینایی را به چند صورت می‌توان تعریف کرد. فرد نابینا قانونی به کسی گفته می‌شود که تیزبینی او در چشم بهتر و حتی با وسایلی که مورد استفاده قرار می‌گیرد مانند عینک، ذره بین یا کمتر باشد (فضل، بی تا).
در تعریف نابینا قانونی از همان واژگانی استفاده می‌شود که متخصصان چشم برای توصیف تیزی دیداری و میدان دید به کار می‌برند. تیزی دیداری، میزان جزئیاتی را که یک فرد می‌تواند ببیند در مقایسه با آن چه شخصی با دید بهنجار می‌بیند توصیف می‌کند. میزان دید به وسعت دامنه ی بینایی فرد (بدون حرکت دادن سر و چشم‌ها) دلالت دارد و مانند زاویه با مقیاس درجه اندازه گیری می‌شود (نامنی و همکاران، 1381).

نیمه بینا یا نیمه نابینا
نیمه بینا یا نیمه نابینا کسی است که میزان باقیمانده بینایی وی پس از بهره گیری از وسایل و امکانات کمک بینایی متناسب با بینائیش از بیشتر و از کمتر باشد (فضل، بی تا).
کم بینا
کم بینا به فردی اطلاق می‌شود که تیزی دیداری وی در چشم برتر و پس از ترمیم (استفاده از وسایل کمکی) یا کمتر است. تیزی دیداری به این معناست که آزمودنی آن چه را فردی با دید بهنجار در 50 پایی می‌بیند او می‌تواند در 20 پایی تشخیص دهد (نامنی و همکاران، 1381).
تشخیص معلولیت بینایی
والدین اولین کسانی هستند که مشکلات حسی (شنوایی و بینایی) کودکان خود را شناسایی می‌کنند. آن‌ها ممکن است احساس کنند که در چشمان کودک یا طرز نگاه کردن او مشکل وجود دارد. به طور معمول، هرچه معلولیت بینایی شدیدتر باشد، زودتر می‌توان تشخیص داد و این نکته حائز اهمیت است که نقص‌های حسی کودکان باید هرچه زودتر شناسایی و درمان شود. وجود معلولیت‌های حسی خفیف در اطفال، تاثیر مهمی در کاهش تعامل‌های نخستین، تحول و یادگیری آنان دارد. الگوی ملاک‌های شیوع معلولیت‌های بینایی کودکان، در روزها و هفته‌های نخست زندگی کودک، قابل تشخیص است. اما بعضی از معلولیت‌های خفیف بینایی ممکن است تا پیش از ورود کودک به مدرسه مشخص نشود. به همین دلیل قرار گرفتن در معرض فعالیت‌های گوناگون، مانند خواندن و نوشتن که مستلزم بهره مندی از تیزی دیداری مطلوب است، می‌تواند نشانه‌های نقایص بینایی را آشکار سازد (نامنی، 1381). عیوب انکساری خفیف در برنامه‌های درسی مدرسه و با دقتی که معلم به کار می‌برد، قابل شناسایی است. از آن جا که معلمان در شرایط مناسبی برای مشاهده ی بعضی از علایمی که بر معلولیت بینایی دانش آموزان دلالت می‌کند قرار دارند، آشنایی آن‌ها با نشانه‌هایی که به آن‌ها اشاره می‌شود اهمیت دارد:
انحراف چشم، بستن یا پوشاندن آن به هنگام نگاه کردن؛
مشاهده التهاب، قرمزی، غبارآلودگی و زخم در چشم کودک؛
حرکت غیر ارادی کره ی چشم، تغییر شکل مردمک و افتادگی پلک‌ها؛
مالیدن چشم‌ها، اشک ریزش و پلک زدن بیش از حد؛
احساس ناراحتی در نور مستقیم و شدید؛
نگه داشتن سر در وضعیت‌های نامتعارف، کج کردن سر و خیره شدن، نگاه کردن به اشیا از فاصله نزدیک و استفاده از یک چشم در برخی مواقع؛
نگه داشتن نوشته‌ها در فاصله یا زاویه‌های غیرمعمول و یا خیلی نزدیک به چشم؛
ناتوانی در دید اشیایی که در فاصله دور قرار دارند؛
اخم کردن یا تغییر شکل صورت به هنگام انجام دادن کارهایی که در فاصله نزدیک انجام می‌شود و شکایت از سر درد، سرگیجه، تهوع و تاربینی؛(نامنی،1381)
ممانعت از شرکت در بازی‌های گروهی و فعالیت‌های بندی (بروز مشکلات خاص در ورزش) و پرسه زدن در اطراف زمین‌های بازی؛
بروز مشکل در خواندن مطالبی که با حروف درشت چاپ نشده اند؛
کم توجهی یا بدخلقی به هنگام انجام دادن فعالیت‌های نوشتاری؛ (نامنی؛1381)
وجود مشکل در استفاده از کتاب‌ها و جزوه‌ها (از جمله در مورد حروف کوچک نمودارها و نقشه‌های رنگی)؛
خام حرکتی در جابجایی‌ها و قرار دادن اشیا، برخورد با اشیای کوچک، ناتوانی در پیدا کردن اشیای ریزی که به زمین افتاده اند، بی اطلاعی از اشیایی که در فواصل دورتر قرار دارند، حرکت محتاطانه با دستهایی که در جلو بدن قرار می‌گیرد و تعادل ضعیف؛
بروز مشکل به هنگام نوشتن از روی تخته ی کلاس، دست نوشته‌های درشت و با فاصله، فشار دادن زیاد مداد بر روی کاغذ، دوباره نویسی حروف برای پررنگ تر کردن آن‌ها، سردرگمی‌های دیداری که بر مراحل نخستین خواندن تاثیر می‌گذارد، گم کردن سطرها به هنگام خواندن و نوشتن مطالب؛
کاهش سریع توجه و بازدهی در موقعیت‌های آموزشی خاص از قبیل فضاهای باز، وسیع و نور شدید آفتاب؛
زود خسته شدن، حواس پرتی، پیشرفت ضعیف در انجام دادن فعالیت‌هایی مانند خواندن که مستلزم بینایی است. البته کودکانی که مشکلات بینایی دارند، ممکن است ندانند که دیگران اشیا را واضحتر از آنان می‌بینند. بنابراین امکان دارد از مشکل خود شکایت نکنند.
شایان ذکر است که درباره علایم و نشانه‌های مذکور باید با احتیاط رفتار شود، زیرا حالاتی مانند خستگی، خام حرکتی و مشکلات خواندن ممکن است به عواملی غیر از بینایی مربوط باشد. با وجود این، چنانچه مشکلات آموزشی کودک را معلولیت بینایی بدانیم، ضرری متوجه او نخواهد شد. نگرانی‌های مربوط به مشکلات بینایی دانش آموز باید در درجه اول با والدین در میان گذاشته شود تا زمینه ارجاع او به پزشک خانواده، مربی بهداشت مدرسه یا بینایی سنجی فراهم شود (نامنی، 1381).
اگر کودکتان یک یا چند مورد از علایم زیر را نشان داد بایستی او را نزد پزشک متخصص چشم ببرید:
رفتار
چشم‌هایش را بیش از اندازه بمالد؛
یک چشم را می‌بندد و یا می‌پوشاند؛
سرش را کج می‌کند یا به طرف جلو فشار می‌دهد؛
در کارهای مربوط به خواندن یا سایر موارد که از نزدیک ببیند مشکل دارد. اشیا را نزدیک به چشم نگه می‌دارد؛
بیش از حد معمول پلک می‌زند یا اینکه هنگام انجام کارها از فاصله نزدیک، تحرک پذیر می‌باشد؛
چیزها را از فاصله دور به وضوح نمی‌تواند ببیند؛
پلک‌ها را با هم نیمه باز می‌کند یا اینکه اخم می‌کند (NSPB, 1994).
وضع ظاهر چشم
لوچی ؛
لبه پلک‌ها قرمز، پوسته یا متورم؛
التهاب یا اشک ریزش چشم‌ها؛
گل مژه مزمن (عفونت‌ها) روی پلک.
گله‌ها و ناراحتی‌ها
خارش و سوزش چشم‌ها یا احساس خراشیدگی؛
نمی تواند خوب ببیند؛
به دنبال انجام کارهای از فاصله نزدیک گیجی، سردرد یا حالت تهوع ایجاد می‌شود؛
بینایی مضاعف یا تیره و تار؛
در کودکی که نشانه یا علامتی از ناراحتی‌های چشم نشان ندهد بایستی مدت کوتاهی پس از تولد در 6 ماهگی، قبل از ورود به مدرسه (4 تا 5 سالگی) و همینطور در سراسر سال‌های تحصیل به طور منظم تحت معاینه چشم قرار می‌گیرد. این معاینات منظم بسیار اهمیت دارند زیرا برخی مشکلات چشم هیچ علامت یا نشانه ای ندارد (NSPB, 1994).

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله  71  صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

پایان نامه ارشد برق - بینایی سه بعدی با استفاده از نور ساختار یافته با الگوی رنگی - با فرمت word

اختصاصی از فی توو پایان نامه ارشد برق - بینایی سه بعدی با استفاده از نور ساختار یافته با الگوی رنگی - با فرمت word دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده :

   هدف از این پروژه استخراج پروفایل سه بعدی اجسام به استفاده از روش نور ساختار یافته ااست.    

 با توجه به بررسی های انجام شده نور ساختار یافته دارای مزایای ویژه ای می باشد . برای مثال  سیستمهای مبتنی بر اُپتیک معمولا دارای هزینه پایین تری هستند . همچنین سیستم های بینایی استرﻳو ( شامل دو دوربین ) یا استریو فتو گرامتری برای سنجش برد کوتاه دارای کاربردهای زیادی می باشد . اما این سیستم در اندازه گیری فواصل کوتاه دارای نواقص و مشکلات مربوط به خود است  . این مطلب  باعث شده روشهای نور ساختار یافته در فواصل کوتاه بیشتر مورد توجه قرار گیرد . وجود کدینگ در نور ساختار یافته و کاربرد آن در تناظر یابی  باعث بالاتر رفتن ضریب اطمینان می شود . برای راه اندازی این سیستم نیاز به یک پروژکتور LCD و یک دوربین تصویر برداری است که با توجه به الگو  از آن می توان برای بازسازی اجسام متحرک نیز استفاده کرد . در این میان نقش اساسی را الگوریتم و نرم افزار نوشته شده برای پردازش ها و اندازه گیریها  برعهده دارد .  مراحل کاری این  سیستم در فلوچارت به صورت کلی آورده شده است .

این سیستم دارای کاربردهای فراوانی در استخراج مدل سه بعدی اجسامی از قبیل آثار هنری ، ایجاد مدل کامپیوتری از عروسکها و مجسمه ها در کاربردهای انیمیشن سازی دارد . همچنین دارای کاربردهای قابل تطبیق، در سیستم های پزشکی و برخی مسائل صنعتی مانند مهندسی معکوس  نیز می باشد

فهرست مطالب

چکیده . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .    2

فصل اول : تئوری نور ساختار یافته و کاربردهای بینایی سه بعدی

1-1- مقدمه . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   17

1-2- روشهای غیر فعال بینایی سه بعدی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   18  

1-2-1- روش استریوفتوگرامتری . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   18

1-3- روشهای فعال بینایی سه بعدی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   19   

1-3-1- بکار گیری سنسور تماسی دربینایی سه بعدی . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   21  

1-3-2- بکار گیری سنسور غیر تماسی دربینایی سه بعدی . . . . . . . . . . . . . . . .   22

1-3-2-1- روش ارسال امواج . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  22

1-3-2-2- روش های انعکاسی. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   23

1-3-2-2-1- رهیافتهای غیر اپتیکی در روشهای انعکاسی . . . . . . . . . . . . . . . . .  23

1-3-2-2-2- رهیافتهای اپتیکی در روشهای انعکاسی  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   23

1-3-2-2-2-1 رادار تصویر برداری. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   24

1-3-2-2-2-2- روشهای اینترفرومتریک . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   26

1-3-2-2-2-3- استخراج عمق از طریق تمرکز بر روش فعال . . . . . . . . . . . . . .   27

1-3-2-2-2-4- استریوی فعال . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   28  

1-3-2-2-2-5- راستراستریوفتوگرامتری  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   28

1-3-2-2-2-6- سیستم مجتمع تصویر برداری  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   29

1-3-2-2-2-7- تکنیک نور ساختار یافته . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  30

1-4- مقایسه روشها وتکنیکها و کاربردهای آنها . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  32

1-5- نتیجه گیری . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .    35  

فصل دوم : روشهای مختلف کدینگ الگو

2-1- مقدمه . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     37

2-2- روشهای طبقه بندی کدینگ الگوهای نوری  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .    38

2-2-1- الگوهای نوری از دیدگاه درجات رنگی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     39

2-2-2- الگوهای نوری از دیدگاه منطق کدینگ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .    40  

2-2-2-1- روشهای مبتنی بر الگوهای چند زمانه (کدینگ زمانی) . . . . . . . . . .     42    

2-2-2-1-1- کدینگهای باینری. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     42  

2-2-2-1-2-  کدینگ با استفاده از مفهوم n-ary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .    44

2-2-2-1-3-  کدینگ با استفاده از مفهوم انتقال مکانی. . . . . . . . . . . . . . . . . .    45

2-2-2-1-4-  کدینگ با استفاده از همسایگی. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .    46

2-2-2-2- روشهای مبتنی بر همسایگیهای مکانی(کدینگ مکانی) . . . . . . . . .      48

2-2-2-2-1- کدینگهای غیر متعارف (ابتکاری) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     48  

2-2-2-2-2- کدینگ بر اساس دنباله De_Bruijn. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   50  

2-2-2-2-3- کدینگ بر اساس منطق M-Arrays. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .    52  

2-2-2-3- کدینگ مستقیم . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .    54

2-3- نتیجه گیری. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   55 

فصل سوم :پیاده سازی کدینگ و پردازش تصویر 

3-1- مقدمه . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   57

3-2- تولید کلمه های رمز با استفاده از دنباله De_Bruijn. . . . . . . . . . . . . . . .  59

3-3-  تابش الگو و عکسبرداری. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

3-4- پردازش تصویر .  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  66

3-4-1- دوسطحی سازی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  68

3-4-2- تشخیص لبه ها و اسکلت بندی  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   70

3-4-3- نازک سازی  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  74

3-4-4 نقاط تقاطع   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   75

3-4-5- شناسایی خطوط    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .    78

3-5- نتیجه گیری   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  82

  فصل چهارم :

 شناسایی رنگ و حل مسئله تطابق و بازسازی سه بعدی

4-1- مقدمه . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   84

4-2- شبکه عصبی و شناسایی رنگ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  86

4-2-1- مسئله تغییر رنگ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  87

4-3- طراحی شبکه عصبی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  88

4-4- مسئله تطابق  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  93  

4-5- بازسازی سه بعدی  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .    99  

4-6- بررسی خطاهای موجود. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   103

4-6-1- تغییر رنگ و خروجی غیر قطعی شبکه. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   103

4-6-2- ناپیوستگی های تصویر رنگی. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   103

4-6-3-خطای همپوشانی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   104

4-7- نتیجه گیری  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   105

فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات

5-1 مقدمه . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .      107

5-2- انتخاب روش و پیاده سازی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .      108

5-3- پیشنهادات . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     108

پیوست الف : نرم افزار تهیه شده . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     111 

پیوست  ب : مثلث بندی  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .      122

مراجع . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .      130

پایان نامه کارشناسی ارشد بینایی سه بعدی با استفاده از نور ساختار یافته با الگوی رنگی

اختصاصی از فی توو پایان نامه کارشناسی ارشد بینایی سه بعدی با استفاده از نور ساختار یافته با الگوی رنگی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل: word

تعداد صفحه:135

دانشگاه آزاد اسلامی –  واحد قزوین

دانشکده برق و کامپیوتر

 عنوان پروژه :

 بینایی سه بعدی با استفاده از نور ساختار یافته با الگوی رنگی  

3D VISON USING STRUCTURED LIGHT WITH COLOR PATTERN

فهرست مطالب

چکیده ۲
فصل اول : تئوری نور ساختار یافته و کاربردهای بینایی سه بعدی
۱-۱- مقدمه ۱۷
۱-۲- روشهای غیر فعال بینایی سه بعدی ۱۸
۱-۲-۱- روش استریوفتوگرامتری ۱۸
۱-۳- روشهای فعال بینایی سه بعدی ۱۹
۱-۳-۱- بکار گیری سنسور تماسی دربینایی سه بعدی ۲۱
۱-۳-۲- بکار گیری سنسور غیر تماسی دربینایی سه بعدی ۲۲
۱-۳-۲-۱- روش ارسال امواج ۲۲
۱-۳-۲-۲- روش های انعکاسی ۲۳
۱-۳-۲-۲-۱- رهیافتهای غیر اپتیکی در روشهای انعکاسی ۲۳
۱-۳-۲-۲-۲- رهیافتهای اپتیکی در روشهای انعکاسی ۲۳
۱-۳-۲-۲-۲-۱ رادار تصویر برداری۲۴
۱-۳-۲-۲-۲-۲- روشهای اینترفرومتریک ۲۶
۱-۳-۲-۲-۲-۳- استخراج عمق از طریق تمرکز بر روش فعال ۲۷
۱-۳-۲-۲-۲-۴- استریوی فعال ۲۸
۱-۳-۲-۲-۲-۵- راستراستریوفتوگرامتری ۲۸
۱-۳-۲-۲-۲-۶- سیستم مجتمع تصویر برداری ۲۹
۱-۳-۲-۲-۲-۷- تکنیک نور ساختار یافته ۳۰
۱-۴- مقایسه روشها وتکنیکها و کاربردهای آنها ۳۲
۱-۵- نتیجه گیری۳۵
فصل دوم : روشهای مختلف کدینگ الگو
۲-۱- مقدمه ۳۷
۲-۲- روشهای طبقه بندی کدینگ الگوهای نوری ۳۸
۲-۲-۱- الگوهای نوری از دیدگاه درجات رنگی ۳۹
۲-۲-۲- الگوهای نوری از دیدگاه منطق کدینگ ۴۰
۲-۲-۲-۱- روشهای مبتنی بر الگوهای چند زمانه (کدینگ زمانی) ۴۲
۲-۲-۲-۱-۱- کدینگهای باینری ۴۲
۲-۲-۲-۱-۲- کدینگ با استفاده از مفهوم n-ary 44
2-2-2-1-3- کدینگ با استفاده از مفهوم انتقال مکانی ۴۵
۲-۲-۲-۱-۴- کدینگ با استفاده از همسایگی ۴۶
۲-۲-۲-۲- روشهای مبتنی بر همسایگیهای مکانی(کدینگ مکانی) ۴۸
۲-۲-۲-۲-۱- کدینگهای غیر متعارف (ابتکاری) ۴۸
۲-۲-۲-۲-۲- کدینگ بر اساس دنباله De_Bruijn 50
2-2-2-2-3- کدینگ بر اساس منطق M-Arrays52
2-2-2-3- کدینگ مستقیم ۵۴
۲-۳- نتیجه گیری۵۵
فصل سوم :پیاده سازی کدینگ و پردازش تصویر
۳-۱- مقدمه ۵۷
۳-۲- تولید کلمه های رمز با استفاده از دنباله De_Bruijn 59
3-3- تابش الگو و عکسبرداری ۶۵
۳-۴- پردازش تصویر ۶۶
۳-۴-۱- دوسطحی سازی ۶۸
۳-۴-۲- تشخیص لبه ها و اسکلت بندی ۷۰
۳-۴-۳- نازک سازی ۷۴
۳-۴-۴ نقاط تقاطع ۷۵
۳-۴-۵- شناسایی خطوط ۷۸
۳-۵- نتیجه گیری ۸۲
فصل چهارم :
شناسایی رنگ و حل مسئله تطابق و بازسازی سه بعدی
۴-۱- مقدمه ۸۴
۴-۲- شبکه عصبی و شناسایی رنگ ۸۶
۴-۲-۱- مسئله تغییر رنگ ۸۷
۴-۳- طراحی شبکه عصبی ۸۸
۴-۴- مسئله تطابق۹۳
۴-۵- بازسازی سه بعدی ۹۹
۴-۶- بررسی خطاهای موجود ۱۰۳
۴-۶-۱- تغییر رنگ و خروجی غیر قطعی شبکه ۱۰۳
۴-۶-۲- ناپیوستگی های تصویر رنگی ۱۰۳
۴-۶-۳-خطای همپوشانی ۱۰۴
۴-۷- نتیجه گیری۱۰۵
فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات
۵-۱ مقدمه ۱۰۷
۵-۲- انتخاب روش و پیاده سازی ۱۰۸
۵-۳- پیشنهادات ۱۰۸
پیوست الف : نرم افزار تهیه شده ۱۱۱
پیوست ب : مثلث بندی ۱۲۲
مراجع ۱۳۰
شکل ۱-۱) ساختار سیستم استریوفتوگرامتری ۱۹
شکل ۱-۲) روشهای استخراج پروفایل سه بعدی ۲۰
شکل ۱-۳) تصویر برداری از سطوح مختلف توسط رادار ۲۴
جدول ۱-۱ : تاخیر زمانی امواج صوتی و نوری ۲۵
شکل ۱-۴ : a ) مویره سایه b ) مویره تصویر ۲۶
شکل ۱-۵ : دستگاه اندازه گیری سه بعدی بر اساس روش مویره۲۷
شکل ۱-۶ : ساختار سیستم راستر استریو فتوگرامتری ۲۹
شکل ۱-۷ : ساختار یک سیستم مجتمع تصویر برداری ۳۰
شکل ۱-۸ : ساختار سیستم نور ساختاریافته ۳۱
شکل ۱-۹ :تصویر نورساختار یافته موازی این تصویر با تاباندن یک الگو با خطوط عمودی موازی بر روی صورت ساخته شده است ۳۲
جدول ۱-۲ :مقایسه روشها و کاربرد آنها ۳۳
شکل۲-۱ : طبقه بندی روشهای کدینگ در نورساختاریافته ۴۱
شکل۲-۲ : پرده های نوری و نحوه بکارگیری یک الگوی چند زمانه ۴۳
شکل۲-۳ : نمونه بازسازی تصویر مجسمه اسب و نقاط دست انسان به وسیله الگوی چند زمانه و روش Postdamer 43
شکل۲-۴ : نمونه الگوهای طراحی شده با روش n-ary 44
شکل۲-۵ : نمونه بازسازی تصویر مجسمه اسب و نقاط دست انسان به وسیله الگوی چند زمانه و تکنیک n-ary 44
شکل۲-۶ : نمای پیک تصویر و انتقال مکانی آن ۴۷
شکل۲-۷ : a) الگوی شامل خطوط بریده با اندازه خطوط به عنوان مشخصه مهم b) الگوی تشکیل شده از خطوط افقی با سه سطح خاکستری ۵۰
شکل۲-۸ : الگوی طراحی شده با دنباله De-Bruijn 51
شکل ۲-۹ : a) طراحی الگوی مرانو b)الگوی کامل شده مرانو ۵۳
شکل ۲-۱۰ : نمونه بازسازی تصویر مجسمه اسب و نقاط دست انسان به وسیله تکنیک M-Array 52
شکل ۲-۱۱ : الگوی طراحی شده توسط گریفین ۵۴
شکل ۲-۱۲ : الگوی خاکستری در رمز نگاری مستقیم ۵۵
شکل ۳-۱ : گراف مربوط به B(2,3) 60
شکل ۳-۲ : نرم افزار نوشته شده برای تولید الگو و کد ۶۳ شکل ۳-۳ : نمونه الگوی طراحی شده ۶۴
شکل ۳-۴ :تابش نور و شرایط عکس برداری ۶۵
شکل ۳-۵ : فلوچارت مراحل تناظر یابی ۶۸
شکل ۳-۶ : عمل دوسطحی سازی در نرم افزار نوشته شده ۷۰
شکل ۳-۷ : نمونه عمل دوسطحی سازی ۷۰
شکل ۳-۸ : نمونه خطای ایجاد شده در استفاده از الگوریتم سبل ۷۱
شکل ۳-۹ : نمونه نا پیوستگی ایجاد شده در استفاده از الگوریتم اسکلت بندی ساده ۷۲
شکل ۳-۱۰ : تصویر خروجی مرحله شناسایی لبه ها در نرم افزار نوشته شده ۷۳
شکل ۳-۱۱ : تصویر خروجی مرحله شناسایی لبه ها پس از اعمال ماسک (خطوط پیوسته هستند) ۷۳
شکل ۳-۱۲ :نمونه تصویر خروجی مرحله نازک سازی ۷۴
شکل ۳-۱۳ :ماسکهای استفاده شده برای کشف نقاط تقاطع ۷۶
شکل۳-۱۴ : دسته نقاط یافت شده به عنوان نقاط تقاطع ۷۷
شکل ۳-۱۵ : نقاط تقاطع نهایی ۷۷
شکل ۳-۱۶ : شکل رنگی نشان دهنده اثر همپوشانی خطوط ۷۸
شکل ۳-۱۷ : برچسب گذاری تصویر اسکلت بندی شده ۷۹
شکل ۳-۱۸ : بخشی از فایل خروجی شناسایی خطوط ۸۰
شکل ۴-۱ : مقادیر کانالهای رنگی در تصویر گرفته شده از جسم ۸۸
شکل ۴-۲ :نرم افزار نوشته شده برای بدست آوردن نقاط نمونه از تصویر و مقادیر کانالهای رنگی متناظر نقاط از تصویر گرفته شده از جسم ۸۹
شکل ۴-۳ : شبکه عصبی طراحی شده ۹۰
شکل ۴-۴ : نمودار خطای آموزش شبکه برای تصویر الگو ۹۱
شکل ۴-۵ : نمودار خطای آموزش شبکه برای تصویر الگوی تابیده شده روی شی۹۱
جدول ۴-۱ : قسمتی از اطلاعات خروجی شبکه پس از عمل گرد سازی ۹۳
شکل ۴-۶ : فلوچارت مراحل تناظر یابی ۹۵
جدول ۴-۲ : قسمتی از جدول امتیاز دهی به تصویر نقاط الگو و تصویر جسم ۹۶
جدول ۴-۳ : قسمتی از جدول نقاط تناظر داده شده و اختلاف مختصات آنها ۹۸
شکل ۴-۷ : تصویر یک جعبه تحت تابش ۹۹
شکل ۴-۸ : شکل سه بعدی جعبه از روی برایند اختلاف مختصات دو نقطه (محور عمودی ) ۱۰۰
شکل ۴-۹ : تصویر یک ماوس تحت تابش ۱۰۱
شکل ۴-۱۰ : شکل سه بعدی جعبه از روی برایند اختلاف مختصات دو نقطه (محور عمودی ) ۱۰۱
شکل ۴-۱۱ : تصویر یک گلدان تحت تابش ۱۰۲
شکل ۴-۱۲ : شکل سه بعدی گلدان از روی برایند اختلاف مختصات دو نقطه (بدست آمدن شکل تقریبی نیم استوانه ) ۱۰۲
شکل الف -۱ : محیط برنامه نویسی C# و راه حل به همراه پروژه های تولید الگو و پردازش تصویر و تولید نقاط نمونه برای ورودی شبکه عصبی ۱۱۳
شکل الف -۲ : تصویر یک جعبه رنگ ۱۱۵
شکل الف -۳ : تصویر فرم مربوط به ایجاد الگو در برنامه نوشته شده ۱۱۶
شکل الف -۴ : یک الگوی مناسب تولیدی توسط برنامه ۱۱۷
شکل الف -۵ : نمایی از فرم برنامه تهیه شده ۱۱۸
شکل الف -۶ : نمایی از برنامه پردازش تصویر در حال کار ۱۱۹
شکل الف-۷ : نمایی از برنامه در حال فعال بودن نمودار هیستوگرام و انجام عمل اکولایز کردن۱۲۰
شکل ب-۱ :دو دستگاه مختصات الگو و تصویر در سیستم نوری نور ساختاریافته ۱۲۳
شکل ب-۲ : هندسه ساده سیستم نوری نور ساختاریافته ۱۲۴
شکل ب-۳ : هندسه مربوط به دوربین و پروژکتور H نقطه ای از جسم است که توسط پروژکتور روشن شده است۱۲۶
شکل ب-۴ : مدل pinhole پروژکتور برای محاسبه پهنای خطوط ۱۲۹

چکیده :

   هدف از این پروژه استخراج پروفایل سه بعدی اجسام به استفاده از روش نور ساختار یافته ااست.

 با توجه به بررسی های انجام شده نور ساختار یافته دارای مزایای ویژه ای می باشد . برای مثال  سیستمهای مبتنی بر اُپتیک معمولا دارای هزینه پایین تری هستند . همچنین سیستم های بینایی استرﻳو ( شامل دو دوربین ) یا استریو فتو گرامتری برای سنجش برد کوتاه دارای کاربردهای زیادی می باشد . اما این سیستم در اندازه گیری فواصل کوتاه دارای نواقص و مشکلات مربوط به خود است  . این مطلب  باعث شده روشهای نور ساختار یافته در فواصل کوتاه بیشتر مورد توجه قرار گیرد . وجود کدینگ در نور ساختار یافته و کاربرد آن در تناظر یابی  باعث بالاتر رفتن ضریب اطمینان می شود . برای راه اندازی این سیستم نیاز به یک پروژکتور LCD و یک دوربین تصویر برداری است که با توجه به الگو  از آن می توان برای بازسازی اجسام متحرک نیز استفاده کرد . در این میان نقش اساسی را الگوریتم و نرم افزار نوشته شده برای پردازش ها و اندازه گیریها  برعهده دارد .  مراحل کاری این  سیستم در فلوچارت به صورت کلی آورده شده است .

این سیستم دارای کاربردهای فراوانی در استخراج مدل سه بعدی اجسامی از قبیل آثار هنری ، ایجاد مدل کامپیوتری از عروسکها و مجسمه ها در کاربردهای انیمیشن سازی دارد . همچنین دارای کاربردهای قابل تطبیق، در سیستم های پزشکی و برخی مسائل صنعتی مانند مهندسی معکوس  نیز می باشد .

  مقدمه : 

   نظر به گستردگی روز افزون استفاده از سیستم های هوشمند لزوم بکار گیری سیستم های بینایی اتوماتیک و یا نیمه اتوماتیک به منظور بدست آوردن ابعاد جسم بر کسی پوشیده نیست . در همین راستا در صنایع نیز در ایستگاههای بازرسی و کنترل کیفیت جهت بررسی دقیقتر میزان تطابق قطعه ی درحال تولید با قطعه مورد نظر ، از سیستم های بینایی استفاده می شود . بدین   وسیله علاوه بر مشخص شدن مورد خطا ، محل دقیق آن و میزان خرابی نیز مشخص می شود .

از جمله موارد کاربرد دیگر سیستم بینایی می توان به علوم نظامی ، پزشکی ، باستانشناسی ، راه و ساختمان و زمین شناسی و هدایت ربات اشاره کرد که روز به روز استفاده از سیستم های بینایی در آنها افزایش می یابد . سیستم های بینایی معمولی ، تنها به گرفتن یک تصویر دو بعدی از جسم اکتفا می کنند و قادر به تشخیص فاصله و یا ارتفاع و عمق نیستند . به همین دلیل و برای داشتن اطلاعات بیشتر از جسم ، محققان تلاش خود را بر روی بدست آوردن اطلاعات از بعد سوم      (محور Z) متمرکز کردند .

در راستای این تلاشها رهیافتهای متفاوتی جهت اسکن سه بعدی یک جسم ارائه شد . در این میان اسکنرهای تماسی مبتنی بر سنسورهای تماسی مکانیکی و اسکنرهای غیر تماسی مبتنی بر تکنولژی اپتیکی از جمله راه کارهایی هستند که محققان در پیش رو دارند . و در این میان راه کارهای اپتیکی به دلیل انعطاف پذیر بودن و هزینه قابل قبول ترجیح داده می شوند . ضمن اینکه در خیلی از موارد از دقت و قدرت بالاتری در مقایسه با تکنولژی تماسی برخوردار هستند .

در تحقیق انجام شده پس از بررسی انواع روشهای اپتیکی برای استخراج پروفایل سه بعدی ، یک سیستم نوری بر مبنای نور ساختاریافته کدینگ شده پس از بررسی روشهای کار شده در این   زمینه ، پیاده سازی می شود .

فصل اول به بررسی روشهای متفاوت استخراج مدل سه بعدی اشیاء می پردازد. علاوه بر آن کاربردهای مختلف بینایی سه بعدی ارائه می شود . در فصل دوم تکنیکهای مختلف کدینگ الگو در نور ساختاریافته بررسی می شود . در فصل سوم که آغازی برای پیاده سازی است با طراحی یک نوع کدینگ به طراحی یک الگو پرداخته می شود و پردازشهای لازم اولیه در تصاویر برای کشف رمزها توضیح داده می شوند . فصل چهارم با توضیح استفاده از شبکه عصبی برای تعیین کد رنگهای بدست آمده در ادامه به حل مسئله تطابق می پردازد و در نهایت یک بازسازی سه بعدی اولیه از جسم ارائه می دهد .  در نهایت در فصل پنجم به جمع بندی فصول گذشته پرداخته شده و پیشنهاداتی برای ادامه کار داده خواهند شد . در صفحه بعدی فلوچارتی از مراحل کلی کار آورده شده که به طور کلی نمایانگر مراحل کاری می باشد .

تئوری نور ساختار یافته و کاربردهای بینایی سه بعدی

روشهای مختلفی برای استخراج پروفایل سه بعدی اجسام وجود دارند . این روشها را می توان از لحاظ نحوه کار به دو دسته کلی غیرفعال و فعال تقسیم بندی کرد .بر خلاف روشهای غیرفعال که بر هم کنش و تغییری روی شکل انجام نمی دهند ، روشهای فعال یا با موضوع ارتباط تماسی بر قرار می کنند و یا بعضی از انواع خاص نور را روی آن تصویر می کنند ( روش نور ساختار یافته).

     بینایی سه بعدی همواره از موضوعات اساسی و مهم در بینایی ماشین  بوده است . این اهمیت به دلیل کاربردهای بسیار مهم و متنوع آن است . کاربردهای مختلف این شاخه بینایی ماشین در اندازه گیری ابعاد یک جسم ، مهندسی معکوس ، کنترل کیفیت محصولات خروجی کارخانه ، شناسایی اشیاء[۱] ، تهیه  نقشه سه بعدی ، انیمیشن کامپیوتری ، کاربردهای پزشکی و بسیاری کاربردهای دیگر است .

    با توجه به کاربردهای مختلف اندازه گیری سه بعدی ، همواره سیستمهای مختلفی با توجه به نیازهای گوناگون پیاده سازی شده اند . اما در این میان استریو فتو گرامتری از مهمترین و عمده ترین روشها بوده است که در بسیاری از اوقات در بینایی سه بعدی به کار گرفته شده است . اما در دهه های اخیر استفاده از نور ساختار یافته رواج پیدا کرده است . در این فصل به مروری بر روشهای اسکن سه بعدی و کاربردها و اهمیت بازسازی شکل سه بعدی جسم می پردازیم .

 ۱-۲-روشهای غیر فعال استخرج پروفایل سه بعدی 

استفاده از روشهای غیر فعال در بینایی سه بعدی از مدتها بر روی چندین تصویر دیجیتالی معمول بوده است . از جمله این روشها می توان به مثلث بندی دوتایی برای تصاویر جفت ، سایه اندازی[۲] و حرکت یا بافت[۳] اشاره کرد .

در ادامه روش بینایی استریو که یکی از پرکاربردترین روشهای غیر فعال است ، توضیح داده می شود . سپس به تشریح روشهای فعال می پردازیم .

 ۱-۲-۱-روش استریو فتوگرامتری 

درسیستم استریوفتوگرامتری یا بینایی سه بعدی از دو دوربین برای بدست آوردن اطلاعات سه بعدی استفاده می شود . این سیستم شبیه بینایی دو چشمی است که در بینایی انسان استفاده می شود . این سیستم در شکل ۱-۱ نشان داده شده است . مهمترین مسئله در این روش ، مسئله تطابق است . در این فرایند برای اطمینان از تمرکز دو دوربین در یک نقطه بایستی بین دو دوربین تطابق پیدا کرد  .این کار را می توان با استفاده از اطلاعات موجود در باره موضوع و یا استفاده از نقاط مبنا نظیر دیودهای منتشر کننده نور در میدان دوربینها انجام داد . برای مثال فرض کنید دو دوربین بر روی نقطه P تمرکز کرده با شند ، با داشتن فاصله بین دو دوربین D و فاصله کانونی دوربینها می توان L1 و L2 را محاسبه کرد [۴].

دانلود پایان نامه رشته برق درباره ماشین بینایی و تصویر برداری دیجیتالی

اختصاصی از فی توو دانلود پایان نامه رشته برق درباره ماشین بینایی و تصویر برداری دیجیتالی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

تعداد صفحات پایان نامه: 180 صفحه

در این پست می توانید متن کامل این پایان نامه را  با فرمت ورد word دانلود نمائید:

 فصل اول

 آشنایی با ماشین بینایی و تصویر برداری دیجیتالی

1-1کلیات

تکنولوژی ماشین بینایی وتصویر بر داری دیجیتالی شامل فرایند هایی است که نیازمند بکارگیری علوم مختلف مهندسی نرم افزار کامپیوتر می باشد این فرایند را می توان به چند دسته اصلی تقسیم نمود :

• ایجاد تصویر به شکل دیجیتالی
• بکارگیری تکنیکهای کامپیوتری جهت پردازش ویا اصلاح داده های تصویری
• بررسی و استفاده از نتایج پردازش شده برای اهدافی چون هدایت ربات یا کنترل نمودن تجهیزات خود کار ، کنترل کیفیت یک فرایند تولیدی ، یا فراهم آوردن اطلاعات جهت تجزیه و تحلیل آماری در یک سیستم تولیدی کامپیوتری (MAC)

ابتدا می بایست آشنایی کلی ، با هر یک از اجزاء سیستم پیدا کرد و از اثرات هر بخش بر روی بخش دیگر مسطح بود . ماشین بینایی و تصویر بر داری دیجیتالی از موضوعاتی است که در آینده نزدیک تلاش و تحقیق بسیاری از متخصصان را بخود اختصاص خواهد بود.

در طی سه دهه گذشته تکنولوژی بینایی یا کامپیوتری بطور پراکنده در صنایع فضایی نظامی و بطور محدود در صنعت بکار برده شده است . جدید بودن تکنولوژی ، نبودن سیستم مقرون به صرفه در بازار و نبودن متخصصین این رشته باعث شده است تا این تکنولوژی بطور گسترده استفاده نشود .

تا مدتی قبل دوربین ها و سنسورهای استفاده شده معمولا بصورت سفارشی ومخصوص ساخته می شدند تا بتوانند برا ی منظورخاصی مورد استفاده قرار گیرند همچنین فرایند ساخت مدارهای مجتمع بسیار بزرگ آنقدر پیشرفت نکرده بود تا سنسورهای حالت جامد با رزولوشن بالا ساخته شود .

استفاده از سنسورهای ذکر شده مستلزم این بود که نرم افزار ویژه ای برای آن تهیه شود و معمولا این نرم افزارها نیز نیاز به کامپیوتر هایی با توان پردازش بالا داشتند. علاوه بر همه این مطالب مهندسین مجبور بودند که آموزشهای لازم را پس از فراغت از تحصیل فرا گیرند . زیرا درس ماشین بینایی در سطح آموزشهای متداول مهندسی در دانشگاهها وبه شکل کلاسیک ارائه نمی شد .

تکنولوژی ماشین بینایی در دهه آینده تاثیر مهمی بر تمامی کارهای صنعتی خواهد گذاشت که دلیل آن پیشرفتهای تکنولوژی اخیر در زمینه های مرتبط با ماشین بینایی است واین پیشرفتها در حدی است که استفاده از این تکنولوژی هم اکنون حیاتی می باشد .

 2-1-بینایی واتوماسیون کارخانه

وظایف اساسی که می تواند توسط سیستمهای ماشین بینایی انجام گیرد شامل سه دسته اصلی است.

• کنترل
• بازرسی
• ورود داده

کنترل در ساده ترین شکل آن مرتبط با تعیین موقعیت و ایجاد دستورات مناسب می باشد تا یک مکانیزم را تحریک نموده ویا عمل خاصی صورت گیرد . هدایت نقاله های هدایت شونده خود کار (AGVS) در عملیات انتقال مواد در یک کارخانه هدایت مشعل جوشکاری در امتداد یک شمایر یا لبه یا انتخاب یک سطح بخصوص برای انجام عملیات رنگ پاشی توسط ربات ، مثلهایی از بکار گیری ، ماشین بینایی در کنترل می باشند . کاربردهای ماشین بینایی در بازرسی مرتبط با تعیین برخی پارامترها می باشد . ابعاد مکانیکی وهمچنین شکل آن ، کیفیت سطوح ، تعداد سوراخها در یک قطعه ، وجود یاعدم وجود یک ویژگی یا یک قطعه در محل خاصی از جمله پارامترهایی هستند که توسط ماشین بینایی ممکن است ، بازرسی می شوند عمل اندازه گیری توسط ماشین بینایی کم و بیش مشابه بکار‌گیری روشهای سنتی استفاده از قیدها و سنجه های مخصوص و مقایسه ابعاد می باشد . سایر عملیات بازرسی بجز موارد اندازه گیری شامل مواردی چون کنترل وجود بر چسب بر روی محصول بررسی رنگ قطعه ، وجود مواد خارجی در محصولات غذایی نیز با تکنیکهای خاصی انجام می گیرد . کار بازرسی ممکن است حتی شامل مشخص نمودن خواص یا ویژگیهایی الکتریکی یک محصول گردد . با مشاهده خروجی اندازه گیرهای الکتریکی می توان صحت عملکرد محصولات الکتریکی را بازرسی نمود . هر چند که در چنین مواردی چنانچه سیستم بینایی کار دیگری بجز مورد ذکر شده انجام ندهد معمولا روش ساده تر و مقرون به صرفه ترین بدین صورت خواهد بود که کار بازرسی فوق توسط یک ریز پردازنده و ابزارهای مربوط انجام گیرد .

اطلاعات مربوط به کیفیت محصول ویا مواد وهمچنین تعقیب فرایند تولید را می توان توسط ماشین بینایی گرفته ودر بانک اطلاعاتی سیستم تولید کامپیوتری جامع بطور خود کار وارد نمود . این روش ورود اطلاعات بسیار دقیق و قابل اعتماد است که دلیل آن حذف نیروی انسانی از چرخه مزبور می باشد . علاوه بر این ورود اطلاعات بسیار مقرون به صرفه خواهد بود چرا که اطلاعات بلافاصله پس از بازرسی وبه عنوان بخشی از آن جمع آوری و منتقل می شوند .

میزان پیچیدگی سیستم های بینایی متفاوت می باشد این سیستم ها ممکن است منحصر به یک سیستم بارکدینگ معمولی که برای مشخص نمودن محصول جهت کنترل موجودی بکار می رود تشکیل شده باشد یا ممکن است متشکل از یک سیستم بینایی صنعتی کامل برای اهدافی چون کنترل کیفیت محصول باشد .

 3-1 سرعت واکنش

زمان مورد نیاز برای تصمیم گیری توسط ماشین بینایی بستگی به اندازه ماتریس تصویر یا زمان پردازش لازم در کارت تصویر گیر و نوع دوربین دارد . دوربیهایی نوع لاچکی که با استاندارد Rs-170 کار می کنند تعداد 30 تصویر در ثانیه تولید می کنند که این تصاویر بر روی مونیتورهای موجود در بازار قابل نمایش هستند . چنانچه از استاندارد Rs-170 استفاده نشود می توان تعداد تصاویر در ثانیه را پنج تا ده برابر افزایش داد . دوربینهای حالت جامد می توانند در زمان بسیار کوتاه معادل ( میکرو ثانیه تصویر گیری کنند زمان لازم جهت خواندن سیگنال تصویر از سنسور دوربین بستگی به اندازه ماتریس سنسور سرعت پردازش و پهنای باند سیستم دارد. با استفاده از تکنیکهای پردازش موازی می توان زمان پردازش را متناسب با تعداد پردازشگرهای موازی کاهش داد .

زمان واکنش سیستم بینایی انسان در حدود 6% ثانیه یا 16/1 ثانیه می باشد این موضوع توسط این حقیقت تائید می شود که وقتی تصاویر ، با سرعت 30 عدد در ثانیه یک صحنه متحرک را نشان می دهند چشم انسان قادر به تشخیص انقطاع بین تصاویر نیست .

سیستم های ماشین بینایی مورد استفاده در صنعت که برای کنترل بر چسب روی بطریها بکار می رود می توانند با سرعتی معادل 900 بطری در دقیقه یا در صورت یک بطری در 7% ثانیه کار کنند . البته می توان با گرفتن تصاویری که بیش از یک بطری را در بر می گیرد سرعت کنترل را بیش از این نیز افزایش داد . سرعت چشم انسان برای انجام کار مشابه حداکثر 60 بطری در دقیقه می باشد که این سرعت در اثر خستگی و شرایط نامساعد محیطی کاهش نیز می یابد .

بطور خلاصه تصویر گیری توسط ماشین بینایی تقریبا 10 برابر سرعت بینایی انسان می باشد این نسبت با پیشرفت تکنولوژی در علوم الکترونیک رو به افزایش می باشد در حالیکه سرعت چشم انسان مقدار مشخصی است سرعت انجام فرایند کامل توسط ماشین بینایی در حدود 15 برابر چشم انسان می باشد .

 4-1 واکنش طیف موج

چشم انسان فقط در مقابل نور قابل رویت که طیف محدودی است می تواند اشیاء را ببیند . دامن دید از طول موج بنفش در 390 میکرون تا طول موج قرمز در 790 میلی میکرون می باشد
واکنش سیستم ماشین بینایی در مقایسه با چشم انسان بسیار وسیع تر بوده و دامنه از پرتو گاما و X در منطقه طول موج کوتاه شروع شده وتا طول موج مادون قرمز در قسمت طول موجهای طویلی ختم می شود .

توانایی چشم انسان در تشخیص رنگها و پیچیده بوده ودر هنگام تشخیص رنگ مولفه های آن بطور مجزا در نظر گرفته نمی شوند . در عوض میانگین ، انرژی در طول موجهای مختلف مورد استفاده قرار گرفته ورنگ دیده شده یکی از طول موجهای مابین آنها می باشد .

ماشین بینایی برای شناسایی رنگها نیازمند سه دسته اطلاعات است که همان مولفه های رنگ یعنی طول موجهای قرمز یا سبز و آبی می باشد ایجاد رنگ بر روی مانیتور نیز با تحریک هر یک از مولفه ها به مقدار معین بوده بطوریکه نهایتا رنگ مورد نظر ایجاد شود .

ذخیره سازی تصاویر رنگی به حافظه ای معادل سه برابر تصاویر غیر رنگی نیاز دارد .

همچنین حجم پردازش تصاویر رنگی که حاوی اجزاء B,G,R می باشند در مقایسه با تصاویر یک رنگ بیشتر می باشد .

بطور خلاصه طیف طول موج قابل رویت توسط ماشین بینایی بسیاروسیعتر از طیف قابل رویت توسط چشم انسان می باشد همچنین امکان تلفیق و استفاده از طول موجهای مختلف یک تصویر توسط ماشین بینایی وجود دارد یکنواختی و دقت ماشین بینایی در مورد تصاویر رنگی بیش از چشم انسان می باشد .

6-1 سیستم بینایی چیست ؟

1-6-1 کلیات سیستم

یک سیستم ماشین بینایی شامل تمام اجزاء لازم بمنظور تهیه ، تعریف دیجیتالی یک تصویر تغییر واصلاح داده ها وارائه نمایش داده های تصویری دیجیتالی به دنیای بیرون می باشد چنین سیستمی چنانچه در یک محیط صنعتی بکار گرفته شود ، ممکن است به دلیل اینکه متصل به سایر تجهیزات خط تولید می باشد بسیار پیچیده بنظر می رسد ولی اگر چنانچه با توجه به نقش و وظیفه سیستم بینایی اجزاء اصلی تشکیل دهنده آن بیان شوند ، مشخص خواهد شد که پیچیدگی زیادی در سیستم وجود ندارد اجزاء اصلی سیستم شامل سه قسمت اصلی است :

• قسمت تصویر برداری
• پردازش
• نمایش یا وسایل خروجی اطلاعات

2-6-1 تصویر گیری

تصویر گیری در ماشین بینایی یعنی تبدیل اطلاعات تصویری یک شئی فیزیکی و خواص ظاهری آن بصورت داده های عددی است بگونه ای که این تصویر می تواند از توسط پردازشگر پردازش شود تصویر گیری ممکن است شامل چهار فرایند زیر باشد :

• نور پردازی
• تشکیل تصویر یا متمرکز کردن آن
• تبدیل تصویر به سیگنالهای الکتریکی
• قالب بندی کردن سیگنال خروجی تصویر

3-6-1 نور پردازی

نور پردازی یک عامل کلیدی وتاثیر گذ ار بر روی کیفیت تصویر تشکیل شده است که به عنوان ورودی ماشین بینایی مورد استفاده قرار می گیرد ممکن است تا 30 درصد حجم کار و تلاش طراحی اجزاء یک سیستم ماشین بینایی را بخود اختصاص دهد .

بسیاری از سیستم های ماشین بینایی که در گذشته در صنعت بکار رفته اند از نور قابل رویت استفاده کرده اند که علت آن از یک طرف در دسترس بودن آن واز طرف دیگر خود کار نمودن عمل بازرسی که قبلا توسط کارگر انجام می شده است می باشد بازرسی توسط کارگر براساس توانایی چشم ودر محدوده طول موج نور قابل رویت می باشد چهار نوع لامپ از لامپهایی که نور قابل رویت تولید می کنند واغلب در صنعت استفاده شده اند عبارتند از : لامپهای التهابی فلورسنت بخار جیوه وبخار سدیم استفاده از نور غیر قابل رویت شبیه اشعه ایکس ماوراء بنفش و مادون قرمز بدلیل نیاز به انجام بررسی های ویژه که توسط نور قابل رویت انجام پذیر نیست ، روبه افزایش است روشهای نور پردازی جهت کار بردهای صنعتی ماشین بینایی شامل چهار دسته زیر است :

• نور پردازی از پشت
• نور پردازی از مقابل
• نور پردازی دارای ساختار
• نور پردازی لحظه ای

نور پیرامون محیط کار که منابعی بجز منبع اصلی نور پردازی سیستم ماشین بینایی بر مجموع میزان نور تابیده شده برجسم اثر گذاشته وبطور کلی بصورت نویز در داده های تصویری ظاهر می شود .

برای کم کردن تاثیر نور پیرامونی می توان از پرده نوری یا دیواره های محافظ استفاده نمود تا از ورود آن به لنز دوربین جلوگیری شود .

 1-3-6-1 نور پردازی از پشت :

وقتیکه شی مورد بررسی بین دوربین و منبع نور قرار می گیرد نور پردازی را اصطلاحا نور پردازی از پشت می گویند در این روش سایه ای از جسم تشکیل می شود و مرز جسم کاملا مشخص می باشد .

(ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است