ورود ثبت

Login to your account

Username
Password *
Remember Me

Create an account

Fields marked with an asterisk (*) are required.
Name
Username
Password *
Verify password *
Email *
Verify email *
Captcha *

کاربردهای پردازش تصویر - بخش سوم

در کاربردهای پردازش تصویر - بخش اول و کاربردهای پردازش تصویر - بخش دوم با کاربردهایی از پردازش تصویر آشنا شدید. اکنون در ادامه این مطالب به کاربردهای دیگری از این علم اشاره می کنیم:

نجوم و فضا نوردی:
ساخت دستگاه های اتوماتیک رصد آسمان و ثبت وقایع آسمانی به صورت خودکار از کاربردهای پردازش تصویر است که امروزه روی آن کار می شود. از پروژه های جدید در بخش نجوم که بخشی از آن توسط سیستم پردازش تصویر انجام می شود، تهیه نقشه سه بعدی از کل عالم کائنات است! پردازش تصویر در فضانوردی هم کاربرد زیادی دارد. در تصاویر دور می توان سطح سیارات و همچنین سطح قمرها را اسکن کرده و اطلاعات بسیار ریزی از آنها استخراج کنیم.
کاربرد دیگر پردازش تصویر در فیلتر کردن عکس هایی است که توسط تلسکوپ های فضایی مختلف از جمله هابل (Hubble Space Telescop)، از فضا گرفته می شود.
کاربرد دیگر آن حذف گرد و خاک و جو سیاره ها از تصاویر به کمک تصویربرداری IR و X-RAY به صورت همزمان و ترکیب این تصاویر است.
در تصاویر نزدیک هم کاربرد دارد، از جمله هدایت مریخ نوردها، فرود فضاپیماهای بدون سرنشین و الصاق تجهیزات جدید به ایستگاههای فضایی به صورت خودکار.
از امکانات سایت گوگل، امکاناتی است به نام Google Mars که این برنامه دقیقاً مانند Google Earth عمل می کند با این تفاوت که Google Earth سطح زمین را در هر زمان که بخواهید و در هر نقطه ای از زمین و از ارتفاع های بسیار پائین هم نشان می دهد ولی Google Mars دقیقاً همین کار را برای سطح سیاره مریخ انجام می دهد.

پزشکی:
یکی از مهمترین کاربردهای پردازش تصویر در علم پزشکی است. در جایی که ما نیاز داریم تمام عکس ها با نهایت شفافیت و وضوح گرفته شوند زیرا دیدن تمام جزئیات لازم است. جراحی های ریز microsurgery با ایجاد یک سوراخ کوچک و فقط دیدن محل جراحی توسط پزشک، از راه دور و توسط بازوهای رباتیک بسیار دقیق انجام می شوند.

اتوماسیون صنعتی:

با استفاده از تکنیکهای پردازش تصویر می‌توان دگرگونی اساسی در خطوط تولید ایجاد کرد. بسیاری از پروسه‌های صنعتی که تا چند دهه پیش پیاده سازیشان دور از انتظار بود، هم اکنون با بهرگیری از پردازش هوشمند تصاویر به مرحله عمل رسیده‌اند. از جمله منافع کاربرد پردازش تصویر به شرح زیر است.

  • افزایش سرعت و کیفیت تولید
  • کاهش ضایعات
  • اصلاح روند تولید
  • گسترش کنترل کیفیت

فناوری های علمی:
پردازش تصویر در افزایش سرعت پیشرفت های علمی تأثیر فوق العاده داشته است. اولین و مشخص ترین تأثیر آن را می توان در علم عکاسی یا هنر دید. شکار لحظه های شگفت آوری که در کسری از ثانیه اتفاق می افتد، بالا بردن وضوح عکس های گرفته شده و ایجاد افکت های خیره کننده، از دستاوردهای پردازش تصویر است.
همچنین در توسعه تکنولوژی پیشرفته gps کمک زیادی داشته و تهیه نقشه های سه بعدی از جاده ها در تمام نقاط جهان، از کاربردهای دیگر آن است. با به وجود آمدن این علم، مسابقات ربات های فوتبالیست به صورت جدی دنبال شد.
این علم در پیشرفت علوم پایه فیزیک ، شیمی و مخصوصاً تحقیقات فیزیکی و مکانیکی، کمک فراوانی کرده است. به عنوان مثال وسیله ای برای حمل و نقل کالاها در مسیرهای صعب العبور ساخته شده است. قبل از ساخت آن، رفتار چهارپایان در حالت های مختلف توسط کامپیوتر تحلیل و عیناً به دستگاه آموزش داده شده است.در کل پردازش تصاویر به علت سرعت زیاد آن، در ساخت وسایل مکانیکی پر سرعت، کاربرد زیادی دارد. وسیله ای وجود دارد که قادر است، توپی که با سرعت بسیار زیاد به سمت پائین می آید را مهار کند.

باستان شناسی:
در علم باستان شناسی تنها مدارک باقی مانده از دوران باستان، دست نوشته ها، نقاشی ها و غارنگاری های قدیمی است. تهیه تصاویر از بناهای گذشته و بازسازی مجازی این بناهای تاریخی یکی از کاربردهای پردازش تصویر در این علم است. همچنین می توان نقاشی ها و غارنگاری ها را مورد پردازش دقیق قرار داد و شکل آنها را همان طور که در ابتدا بوده اند، شبیه سازی کرد. حتی می توان مکانهای باستانی را از زوایایی که تصاویر مستندی از آنها وجود ندارد، شبیه سازی کرد.
امروزه یکی از پروژه های پر سر و صدای بازسازی بناهای باستانی، بازسازی شهر روم باستان توسط دانشمندان ایتالیایی است. هم اکنون توریست ها با زدن عینک های مخصوص می توانند در خیابان های شهر روم باستان قدم بزنند.

تبلیغات:
از مقایسه تبلیغات دهه ی 70 و 80 میلادی با تبلیغات امروزی می توان تأثیر تکنولوژی را در تبلیغات کاملاً درک کرد. تغییر شکل تبلیغات از اشکال مربع و زاویه دار به شکل های دایره ای، تغییر رنگ تبلیغات و هزاران تغییر دیگر. یکی از مهمترین فاکتورهای فروش و دلایل بالا رفتن یا پایین آمدن فروش، شکل و نحوه ی بسته بندی کالاست. پردازش تصویر می تواند به ما کمک کند تا قبل از تولید یک بسته بندی آن را شبیه سازی کنیم. با ادغام کردن علم الگوریتم ژنتیک با پردازش تصویر می توان برنامه ای را نوشت که به صورت اتوماتیک به ساختن بسته بندی های مختلف بپردازد و آنهایی که از نظر کاربران زیباتر و جالب تر به نظر خواهند آمد را به ما معرفی نماید.

کاربردهای پردازش تصویر - بخش دوم

در کاربردهای پردازش تصویر - بخش اول با کاربردهای پردازش تصویر در صنعت، کالیبراسیون و ابزار دقیق، هواشناسی و شهرسازی آشنا شدید. اکنون به دیگر کاربردهای پردازش تصاویر اشاره می کنیم:

کشاورزی:
این علم در بخش کشاورزی معمولاً در دو حالت کاربرد دارد. یکی در پردازش تصاویر گرفته شده از ارتفاعات بالا مثلاً از هواپیما و دیگری در پردازش تصاویر نزدیک به زمین.
در تصاویر دور به عنوان مثال می توان تقسیم بندی اراضی را تحلیل کرد. همچنین می توان با مقایسه تصاویر دریافتی در زمان های متفاوت میزان صدمات احتمالی وارد به محیط زیست را دید. به عنوان مثال می توان برنامه ای نوشت که با توجه به محل رودخانه ها و نوع خاک مناطق مختلف، به صورت اتوماتیک بهترین نقاط برای کشت محصولات مختلف را تعیین می کند.
تصاویر نزدیک هم در ساخت ماشین های هرز چین اتوماتیک کاربرد دارد. امروزه ماشین های بسیار گران قیمت کشاورزی وجود دارند که می توانند علف های هرز را از گیاهان تشخیص بدهند و به صورت خودکار آنها را نابود کنند.
برای مثال یکی از پروژه های جالب در بخش کشاورزی، تشخیص خودکار گل زعفران برای جداسازی پرچم قرمز رنگ آن بوده است. این پردازش که توسط نرم افزار Stigma detection انجام گرفته است.

حمل و نقل:

سرعت سنجی خودرو:

رشد استفاده از سیستم های کنترل هوشمند سرعت و ثبت تخلف در سال های اخیر مشهود بوده است. این سیستم ها برای تشخیص سرعت خودروهای عبوری، از روش های متفاوتی استفاده می کنند. یکی از این روش ها بهره گیری از پردازش تصویر است. با استفاده از دو دوربین و کالیبره کردن آن ها و پردازش تفاوت دید موجود در تصاویر بدست آمده از دو دوربین امکان تشخیص عمق خودروی عبوری فراهم می شود. با مشتق گیری از مکان سرعت خودرو بدست می آید. از مزایای استفاده از روش سرعت سنجی خودروها به کمک پردازش تصویر نسبت به دیگر روش ها مانند رادار و یا لیزر، passive بودن این روش است. بدین ترتیب امکان ثبت نشدن تخلف به علت استفاده متخلف از دستگاه های مختل کننده (Jammer) وجود ندارد. همچنین دستگاه های هشدار دهنده وجود سیستم های سرعت سنج که با آشکار سازی امواج رادار به متخلف هشدار می دهند نیز دیگر کاربری نخواهند داشت. این سیستم های سرعت سنج دارای دو نوع هستند:

1- سرعت سنج ثابت که بر روی پایه هایی در کنار بزرگراه ها و جاده ها نصب می شوند.

2- سرعت سنج خودرویی که بر روی خودروی پلیس سوار می شود.به علت حرکت خودروی پلیس استفاده از الگوریتم های ثابت کننده تصویر به منظور حذف حرکت خودروی پلیس لازم می باشد. از این نمونه بر روی خودروهای زانتیای کنترل نامحسوس پلیس ایران نصب شده است.

تشخیص پلاک خودرو:

پلاک خوانی خودرو با آموختن کاراکتر هایی که پلاک خودرو از آن تشکیل شده است می توان در تصویر بدست آمده از دوربین پلاک خوان به دنبال آن کاراکتر ها گشت. سیستم های پلاک خوان خودرو کاربردهای مختلفی دارد که می توان به چند نمونه اشاره کرد: پلاک خوانی پارکینگ های مجتمع های بزرگ - پلاک خوانی جهت کنترل عبور و مرور در مرزها - پلاک خوانی خودروهای متخلف در سیستم های ثبت تخلف و اعمال جریمه

علوم نظامی و امنیتی:
پردازش تصویر بخصوص بینایی هوشمند، کاربردهای بسیاری را در علوم نظامی و امنیتی دارند و این کاربرد برای دولت اکثر کشورها بسیار مهم است. به عنوان مثال موشک هدایت شونده خودکاری وجود دارد که می تواند روی در یک ساختمان قفل کند و حتی می تواند به درز بین در و دیوار آن ساختمان که حساس ترین جای ساختمان است به راحتی حمله کند. این موشک به صورت اتوماتیک این قسمت را شناسایی کرده و به سمت آن حمله می کند.
در مسائل امنیتی هم کاربرد پردازش تصویر کاملاً در زندگی ما مشهود است. دوربین های که به صورت اتوماتیک از ماشین هایی که تخلف رانندگی انجام می دهند عکس برداری می کند.
از سیستم های امنیتی دیگر می توان سیستم تشخیص اثر انگشت اتوماتیک را نام برد. در لپ تاپ های جدید قابلیت finger print به آن ها اضافه شده و می تواند صاحب لپ تاپ را توسط اثر انگشت شناسایی کند.
کد امنیتی دیگری که همیشه همراه انسان حمل می شود، چشم انسان است. دانشمندان ثابت کرده اند که پترن های (Pattern) موجود در مردمک چشم هر انسان منحصر به فرد است و هیچ دو فردی در دنیا وجود ندارند که پترن هایی که در مردمک چشم آنها وجود دارد دقیقاً مثل هم باشد. از همین روش برای شناخت افراد و سیستم های امنیتی استفاده می شود.
در کل این خواص بیومتریک در انسان بسیار زیاد است. عرض و طول صورت، فاصله بین انگشتان دست، طول و عرض انگشت ها، فاصله ی بندها از یکدیگر و حتی خط های کشیده شده کف دست و هزاران خاصیت دیگر، تماماً خصوصیاتی هستند که برای انسان ها منحصر به فرد هستند.دوربین هایی وجود دارند که به صورت دید در شب، قادر هستند چیزهایی را که ما نمی بینیم، ببینند و پردازش کنند.اسلحه های خودکاری ساخته شده اند که به صورت اتوماتیک و دقیق نشانه گیری می کنند.
پردازش تصویر همینطور با پردازش تصاویر گرفته شده از فاصله های دور هم می تواند در علوم نظامی و امنیتی کمک کند.به عنوان مثال دوربینی قادر است با سرعت بسیار زیاد یک گلوله را دنبال کند.این مسئله کاربرد بسیار زیادی در مسائل نظامی دارد.

کاربردهای پردازش تصویر - بخش اول

علم پردازش تصویر در چند دهه اخیر از هر دو جنبه نظری و عملی پیشرفت های چشمگیری داشته است. سرعت این پیشرفت به اندازه ای بوده است که هم اکنون، به راحتی می توان رد پای پردازش تصویر را در بسیاری از علوم و صنایع مشاهده نمود. بعضی از این کاربردها آنچنان به پردازش تصویر وابسته هستند که بدون آن،اساساً قابل استفاده نمی باشند. اگر چه ذکر تمام جزئیات کاربردهای پردازش تصویر در یک مقاله امکان پذیر نمی باشد ولی سعی شده است که به طور کلی اکثر زمینه های کاربرد آن بیان شود.
پردازش تصاویر امروزه بیشتر به موضوع پردازش تصویر دیجیتال گفته می‌شود که شاخه‌ای از دانش رایانه است که با پردازش سیگنال دیجیتال که نماینده تصاویر برداشته شده با دوربین دیجیتال یا پویش شده توسط پویشگر (اسکنر) هستند سر و کار دارد.

امروزه با گسترش روز افزون روش های مختلف اخذ اطلاعات گسسته مانند پویشگرها و دوربین های دیجیتالی، پردازش تصویر کاربرد فراوانی یافته است. تصاویر حاصله از این اطلاعات همواره کم و بیش همراه مقداری نویز بوده و در مواردی نیز دارای مشکل محو شدگی مرزهای نمونه های داخل تصویر می باشند که موجب کاهش وضوح تصویر دریافتی می گردند. مجموعه عملیات و روش هایی که به منظور کاهش عیوب و افزایش کیفیت ظاهری تصویر مورد استفاده قرار میگیرد، پردازش تصویر نامیده می شود. اگرچه حوزه های کار با تصویر بسیار وسیع است ولی عموماً محدوده مورد توجه در چهار زمینه ی بهبود کیفیت ظاهری (Enhancement)، بازسازی تصاویر مختل شده (Restoration)، فشرده گی و رمزگذاری تصویر (Compression and Coding) و درک تصویر توسط ماشین (Understanding) متمرکز می گردد.

با پیشرفت سیستم های تصویر برداری و الگوریتم های پردازش تصویر شاخه جدیدی در کنترل کیفیت و ابزار دقیق به وجود آمده‌است. و هر روز شاهد عرضه سیستم های تصویری پیشرفته برای سنجش اندازه، کالیبراسیون، کنترل اتصالات مکانیکی، افزایش کیفیت تولید و... هستیم.

زمینه های مختلف کاربرد پردازش تصویر عبارتند از: صنعت، اتوماسیون صنعتی، هواشناسی، شهرسازی، کشاورزی، علوم نظامی و امنیتی، نجوم و فضا نوردی، پزشکی، فناوری های علمی، کالیبراسیون و ابزار دقیق،باستان شناسی، تبلیغات، سینما، اقتصاد، روانشناسی، زمین شناسی و حمل و نقل که در ادامه درباره هر کدام مختصراً بحث شده است:

 

علم پردازش تصویر

پردازش تصاویر امروزه بیشتر به موضوع پردازش تصویر دیجیتال گفته می‌شود که شاخه‌ای از دانش رایانه است که با پردازش سیگنال دیجیتال که نماینده تصاویر برداشته شده با دوربین دیجیتال یا پویش شده توسط پویشگر (اسکنر) هستند سر و کار دارد.

پردازش تصاویر دارای دو شاخه عمدهٔ بهبود تصاویر و بینایی ماشین است. بهبود تصاویر دربرگیرندهٔ روش هایی چون استفاده از فیلتر محوکننده و افزایش تضاد برای بهتر کردن کیفیت دیداری تصاویر و اطمینان از نمایش درست آنها در محیط مقصد(مانند چاپگر یا نمایشگر رایانه)است، در حالی که بینایی ماشین به روش هایی می‌پردازد که به کمک آنها می‌توان معنی و محتوای تصاویر را درک کرد تا از آنها در کارهایی چون رباتیک و محور تصاویر استفاده شود.

علم پردازش تصویر در چند دهه اخیر از هر دو جنبه نظری و عملی پیشرفت های چشمگیری داشته است. سرعت این پیشرفت به اندازه ای بوده است که هم اکنون، به راحتی می توان رد پای پردازش تصویر را در بسیاری از علوم و صنایع مشاهده نمود. بعضی از این کاربردها آنچنان به پردازش تصویر وابسته هستند که بدون آن،اساساً قابل استفاده نمی باشند. اگر چه ذکر تمام جزئیات کاربردهای پردازش تصویر در یک مقاله امکان پذیر نمی باشد ولی سعی شده است که به طور کلی اکثر زمینه های کاربرد آن بیان شود.

در معنای خاص آن پردازش تصویر عبارت است از هر نوع پردازش سیگنال که ورودی یک تصویر است مثل عکس یا صحنه‌ای از یک فیلم. خروجی پردازشگر تصویر می‌تواند یک تصویر یا یک مجموعه از نشان های ویژه یا متغیرهای مربوط به تصویر باشد. اغلب تکنیک‌های پردازش تصویر شامل برخورد با تصویر به عنوان یک سیگنال دو بعدی و بکاربستن تکنیک‌های استاندارد پردازش سیگنال روی آنها می‌شود. پردازش تصویر اغلب به پردازش دیجیتالی تصویر اشاره می‌کند ولی پردازش نوری و آنالوگ تصویر هم وجود دارند.

کاربرد پردازش تصویر در ارزیابی رنگ محصولات غذایی

رنگ در صنایع غذایی به عنوان یک پارامتر مهم برای ارزیابی مواد اولیه، محصول حین فرایند و محصول نهایی در واحد تولیدی حائز اهمیت است. از طرفی رنگ در محصولات غذایی یکی از کلیدی‌ترین فاکتورها در جلب مشتری می باشد. در بسیاری از موارد نیز یک شاخص کیفی مناسب در ارزیابی ایمنی مواد غذایی محسوب می شود، چرا که تغییر رنگ می‌تواند یکی از مشخصه های فساد در محصولات غذایی به شمار آید. در بعضی از محصولات غذایی و کشاورزی مانند زعفران رنگ مهمترین فاکتور ارزیابی کیفیت و قیمت گذاری محصول می باشد. برای ارزیابی رنگ در یک ماده موجود ویژگی‌هایی در آن ماده حائز اهمیت است که از آن جمله می‌توان به میزان کدورت، یکنواختی رنگ، میزان نور منتشر شده، میزان فرورفتگی ها و برآمدگی های آن اشاره نمود . با توجه به موارد فوق ارزیابی رنگ محصولات غذایی و کشاورزی به صورت online و offline یکی از ابزارهای مؤثر در کنترل کیفیت می باشد.

استفاده از سیستم بینایی انسان در ارزیابی رنگ:

با پیشرفت تحقیقات بر روی سیستم بینایی، دانشمندان دریافتند که سیستم بینایی انسان یک سیستم بسیار کارآمد برای تفکیک و ارزیابی اجسام می باشد. عمل‌کرد دو بعدی سلول‌های شبکیه و قابلیت حرکت مردمک چشم، مغز انسان را قادر می‌سازد که توانایی پردازش تعداد غیر قابل شمارشی تصویر را داشته باشد و انسان را قادر به استنتاج از مقایسه بین تصاویر نماید. از طرفی سیستم بینایی انسان به گونه‌ای توسعه یافته که کیفیت نور تابیده شده را اصلاح می نماید تا برداشت انسان از رنگ تغییر نکند. به عنوان مثال یک جسم سفید در نور روز و هنگام غروب همراه سفید به نظر می رسد. بدیهی است این قابلیت بسیار کاربردهای فراوانی در صنایع غذایی دارد. لذا باید توجه داشت که پردازش تصویر در کنترل کیفیت توسط سیستم بینایی انسان مشکلاتی را نیز در بردارد که از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

1- تکرار پذیری برداشت انسان از کیفیت و از آن جمله رنگ می‌تواند تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار گیرد.

2- عدم امکان در دسترس بودن افراد ثابت برای ارزیابی کیفی.

3- کمی کردن اطلاعات کیفی که تصاویر انسان برداشت می شود.

4- عدم امکان تبادل اطلاعات افراد به صورت دقیق بین آزمایشگاه‌ها و صنایع.

در مجموع می‌توان گفت که ارزیابی رنگ توسط انسان وابسطه به فرد است و در نتیجه نتایج حاصل از ثبات و تکرارپذیری خیلی زیادی برخوردار نمی باشد.

زیر مجموعه ها

شما اینجا هستید: صفحه اصلی موضوعات مطالب پردازش تصویر