Was ist Bildverarbeitung?

Industrielle Bildverarbeitung: Was ist das?

Bildverarbeitung (MV) verwendet die Computer-Vision in industriellen Anwendungen und Prozessen, wo es notwendig ist, eine bestimmte Aktion oder ein bestimmtes Ergebnis basierend auf der Bildbearbeitung und der Bildanalyse durch das Sichtsystem auszuführen. Die Bildverarbeitung nutzt sowohl Hardware als auch Software, um den Betrieb zu unterstützen, wobei auf die vom System erfassten Bilder zurückgegriffen wird. Das Bildverarbeitungssystem kann aus der Bildaufnahme die charakteristischen Merkmale des Objekts verarbeiten, analysieren und messen. Die Information aus dem Bild wird dann vom System zur Entscheidungsfindung verwendet. Im Wesentlichen ermöglicht die Bildverarbeitung einem System, die Umgebung wahrzunehmen und objektive Messungen und Entscheidungen durchzuführen. Aus diesem Grund ist diese Technologie hilfreich und von Unternehmen sehr geschätzt, um industrielle Aufgaben zuverlässig und konsistent auszuführen.

Für welche Anwendungen kann Bildverarbeitung verwendet werden?

Die Bildverarbeitung kann in vielen Branchen eingesetzt werden, vom produzierenden Gewerbe bis hin zum Gesundheitswesen. Obwohl die Bildverarbeitung eine Technologie ist, die es seit Jahrzehnten gibt, kann sie erst seit relativ kurzer Zeit in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden. Die Bildverarbeitung ermöglicht es industriellen Anlagen, Merkmale oder Mängel zu sehen und zu erkennen, und bietet Geräten eine betriebliche Anleitung. Das Bildverarbeitungssystem kann die erfassten Bilder verwenden, um schnelle Entscheidungen basierend auf dem, was es sieht, zu treffen. Viele Unternehmen verlassen sich auf Bildverarbeitung für visuelle Inspektion, Prozesskontrolle, Materialinspektion, und mehr.

Heute spielen bildverarbeitungssysteme eine wesentliche Rolle in einem Inspektionssystem und einem Bildverarbeitungsprozess, insbesondere in industriellen Anwendungen, die eine Art von visueller Rückmeldung erfordern. Bildverarbeitungssysteme können für verschiedene Zwecke verwendet werden, zum Beispiel zum Erkennen von Defekten an Objekten, zur Identifizierung von Objekten, zum Verfolgen von Objekten, zum Sortieren von Produkten, zum Erkennen von Mustern und Farben, zum Durchführen von Pass- oder Fail-Erkennungen, und vieles mehr.

Mit den kontinuierlichen Fortschritten in der Technologie, wie beispielsweise Machine Learning, Deep Learning und robuster Software, bietet die Zukunft der Bildverarbeitung zahlreiche Möglichkeiten und eine zunehmende Anzahl von Anwendungen, die zuvor nicht möglich waren.

Um mehr zu erfahren, lesen Sie den Artikel Bildverarbeitung VS Computer-basierte Bildverarbeitung.

Wie funktioniert die Bildverarbeitung?

1. Bildverarbeitung funktioniert durch die Verwendung einer Kombination aus Software, Hardware und elektronischen Komponenten

Bildverarbeitungssysteme verwenden Hardware wie Kameras, um zu sehen, und Software, um verschiedene Aktionen basierend auf der Analyse eines Bildes auszulösen. Es gibt heute fortschrittliche Bildverarbeitungssoftware zur Erstellung maßgeschneiderter Bildverarbeitung Anwendungen, die je nach den geschäftlichen Anforderungen und der verfügbaren Software dabei helfen, Bildverarbeitungssysteme zu überwachen und zu verwalten.

2. Die Bildverarbeitung-Technologie verwendet Information, die aus digitalen Bildern extrahiert wird, um eine Entscheidung zu treffen.

Stellen Sie sich bildverarbeitungssysteme als eine Möglichkeit vor, industriellen Geräten die Fähigkeit zu geben, zu sehen, das Gesehene zu analysieren und auf dieser Analyse basierend zu handeln. Um Objekte richtig sehen und erkennen zu können, benötigen bildverarbeitungssysteme häufig eine gute Beleuchtung. Dies kann das Platzieren einer Lichtquelle auf eine strategische Weise in Bezug auf die Kamera des Bildverarbeitungssystems beinhalten. Wenn das Bild verarbeitet wird, können Systeme so programmiert werden, dass sie je nach festgelegten Kriterien auf bestimmte Weise reagieren. Wenn die Bildverarbeitung einen Fehler erkennt, kann das System so programmiert werden, dass es das betreffende Produkt von der Fertigungslinie ausblendet.

3. Die kontinuierliche Innovation der Bildverarbeitung bietet mehr Flexibilität und größere Automatisierungsmöglichkeiten

Heute wird die Bildverarbeitung für viele Anwendungen, einschließlich Qualitätskontrolle und automatisierter Inspektion, allgemein akzeptiert. Dies liegt daran, dass Fortschritte in der Technologie dazu geführt haben, dass mehr Anwendungen mithilfe der Bildverarbeitung gelöst werden. Dazu gehören die Prozesssteuerung und die optische Sortierung, die das Entfernen unerwünschter Bestandteile aus Schüttgut umfasst. Andere Anwendungen umfassen die robotergesteuerte Bewegung, die die Positionierung und Ausrichtung von Gegenständen zur Aufnahme durch einen Roboterarm beinhaltet.

Wie genau ist ein Bildverarbeitungssystem?

Die Genauigkeit eines Bildverarbeitungssystems hängt von der Auflösung der Kamera, dem Sichtfeld und der Größe der Objekte ab, die das System inspiziert oder überwacht. Wir müssen berücksichtigen, ob das System auf etwas blickt, das die größe einer Briefmarke hat, oder auf ein großes Gerät (oder etwas noch größeres, wie ein Fußballfeld), was alles die Genauigkeit des Bildverarbeitungssystems beeinflussen kann.

Wenn Sie beispielsweise ein System auf einem großen Fußballfeld verwenden, wäre die Genauigkeit weniger präzise als wenn Sie ein Objekt in einem winzigen Sichtfeld, wie beispielsweise eine Briefmarke, betrachten.

Eine weitere Überlegung ist die Auflösung der Kamera, wie viele Pixel gibt es, um das Bild auflösen zu können? Die Kamera sucht nach Kontrastveränderungen innerhalb der Pixel selbst. Wenn ein benachbartes Pixel die Helligkeitsstufen oder die Intensität ändert, kann dies zu einem Schwellenwert werden. Anschließend können Sie eine Interpolationssoftware verwenden, um die Genauigkeit der Identifikation zu erhöhen.

Was ist der Unterschied zwischen Bildverarbeitung und menschlichem Sehen?

Der menschliche Sehsinn erfordert die Koordination von Augen und Gehirn. Die Bildverarbeitung verwendet Kameras und Software, um Objekte durch Größe, Farbe oder Muster mithilfe von Bildaufnahmen zu sehen, zu identifizieren, zu unterscheiden und zu klassifizieren. Das menschliche Sehvermögen erweist sich hervorragend, wenn es um die qualitative Interpretation von etwas Komplexem und Unstrukturiertem sowie das Verknüpfen von Bildern mit Emotionen geht. Im Gegensatz dazu glänzt die Bildverarbeitung bei der quantitativen Messung einer strukturierten Umgebung. Dies liegt an der Geschwindigkeit, Genauigkeit und Wiederholgenauigkeit des Bildverarbeitungssystems, mit denen der menschliche Sehsinn nicht mithalten kann.

Wie schnell können bildverarbeitungssysteme ein Objekt oder einen Defekt erkennen?

Wie schnell bildverarbeitungssysteme ein Objekt, Merkmale oder Defekte erkennen können, hängt von drei Kernpunkten ab, die in Bezug auf die Erfassung und anschließende Bearbeitung Hand in Hand gehen:

1. Die Bildwiederholrate der Kamera

2. Die Bearbeitungsfähigkeiten

3. Die Komplexität der Arbeit

Die Bildwiederholrate der Kamera bezieht sich darauf, wie viele Bilder pro Sekunde sie aufnehmen kann. Sobald das Bild erfasst wurde, beginnt das System, das Bild zu analysieren, wobei die Computer-Vision des Systems zum Tragen kommt.

Die Bearbeitungsfähigkeiten spielen ebenfalls eine wichtige Rolle, und dies kann von der Komplexität des Systems und der Art und Weise, wie es verwendet wird, abhängen. Nutzen Sie zum Beispiel die Bildverarbeitung, um Objekte zu messen? Überprüft es auf Defekte, wenn es ein aufgenommenes Bild mit mehreren anderen Bildern, die sich in seiner Datenbank befinden, vergleichen muss?

Heutzutage sind intelligente Kameras äußerst ausgefeilt, und die IT (Informationstechnologie)-Architekturen werden immer komplexer, da die Fähigkeit zum Erfassen, Vorverarbeiten und Bearbeiten aller Daten intelligenter wird.

Wie nah oder weit kann ein Bildverarbeitungssystem ein Objekt erkennen, wenn es erkannt wird?

Die Reichweite, die ein Bildverarbeitungssystem erkennen kann, hängt von einer Kombination aus Optik, Beleuchtung, Auflösung und der Blende des Kamerasystems ab, die alle je nach Art der erforderlichen Einrichtung austauschbar sind.

Die Schärfentiefe und der Fokus beeinflussen, wie effektiv eine Kamera ein/e oder mehrere Objekte aufzeichnen kann. Zum Beispiel, in einer großen Tiefenschärfe, was in Fokus ist und was nicht (alles, was in Fokus ist, ist Ihre Tiefenschärfe). Um beispielsweise eine große Tiefenschärfe zu erreichen, ist eine starke Beleuchtung und eine niedrigere Blende (so klein wie möglich) erforderlich. Bei den meisten Anwendungen führt dies zu einer großen Tiefenschärfe. Daher sind Beleuchtung und Beleuchtung in mehreren Anwendungen von größter Bedeutung. Dies hängt auch stark mit der Auflösungskraft und der Qualität der Optik zusammen.

Was sind die verschiedenen Arten der Bildverarbeitung?

Es gibt in der Regel zwei Arten von Bildverarbeitung: Die erste Art ist eine Kamera, die eine Kombination aus Hardware und Software in einem Gehäuse innerhalb eines selbständigen Geräts darstellt. Intelligente Kameras sind im Markt immer weiter verbreitet, weisen jedoch eine begrenzte Kapazität auf, da die Bear початать ist fest installiert.

Ein anderer Typ von Bildverarbeitung ist ein Sichtsystem, das eine „dumme“ Kamera verwendet, die an eine Steuerung, einen PC oder Industrieprozessor oder eine spezielle Plattform, die ein Unternehmen möglicherweise entwickelt hat, angeschlossen ist. Diese Arten von bildverarbeitungssystemen sind flexibler. Sie sind besser auf spezifische Funktionen, High-End-Anwendungen und anspruchsvollere Aufgaben ausgelegt, als die Möglichkeiten einer Smart Kamera.

Wie ist die Bildverarbeitung nützlich bei einer automatisierten Inspektion?

1. Bildverarbeitung kann die Produktqualität erhöhen, die an die Welt freigegeben wird, und kann dazu beitragen, Kosten zu senken

Bildverarbeitungssysteme, die für die Inspektion eingesetzt werden, helfen dabei, Merkmale zu identifizieren oder Objektmängel, Funktionsfehler und physische Unregelmäßigkeiten in Produkten zu erkennen, insbesondere in der Fertigung. Zum Beispiel können bildverarbeitungssysteme zur Inspektion von Flaschen oder Containern und zur Erkennung von Fehlern verwendet werden. Dies trägt dazu bei, die allgemeine Produktqualität zu verbessern, die außerhalb der Produktionsstätte oder Fabrik ausgeliefert wird.

2. Bildverarbeitungs-Technologie hilft, den Betrieb zu optimieren und menschliche Fehler zu reduzieren

Die menschlichen Augen können sich nach der langfristigen Ausführung von mühsamen Inspektionstätigkeiten ermüden. Dies kann zu einer Zunahme von Fehlern führen. Andererseits hat die Bildverarbeitung dieses Problem nicht. Automatisierte bildverarbeitungssysteme sind in der Regel genauer, zuverlässiger und unermüdlich bei der Ausführung von Kontrollen, die die gleichen Aufgaben erfordern. Diese Verringerung menschlicher Fehler und Steigerung der Geschwindigkeit bestimmter Aufgaben kann dazu beitragen, Kosten sowohl in finanzieller Hinsicht als auch in Bezug auf Zeit zu senken.

Was sind die typischen Anwendungen mit Bildverarbeitung?

Qualitätsprüfung und -kontrolle sind in der Regel die wichtigsten Anwendungsbereiche. Bildverarbeitungssysteme können auch menschliche Bediener ersetzen, die möglicherweise manuelle Inspektionen durchführen. Hier sind weitere wichtige Anwendungen und Funktionen von bildverarbeitungssystemen:

1. Overhead-Scannen mit freihändigen Scannern

Ein stationärer Scanner kann 1D-/2D-Codes auf einem Produkt lesen, während der Bediener das Produkt manuell dem Scanner präsentiert.

2. Bewegungsaktivierte Verfolgung mit Inline-Scannen

Ein stationärer Scanner kann 1D-/2D-Code(s) lesen, während ein Produkt oder Paket auf einem Förderband transportiert wird.

3. Vorhandensein und Qualität von Etiketten prüfen

Ein stationärer Scanner kann 1D-/2D-Codes direkt nach dem Drucken eines Etiketts lesen.

4. Bestätigen Sie das Vorhandensein und die Platzierung der Kennzeichnung

Bildverarbeitungssysteme können Folgendes überprüfen:

• Korrigieren Sie das vorgedruckte Etikett (Druckerverbrauchsmaterialien)
• Korrekte Positionierung des Etiketts
• Sortierung basierend auf dem Logo des Kurierdienstes
  
  

5. Etikettintegrität (Objekterkennung)

Das System kann eine Qualitätsprüfung durchführen, bei der es auf das Vorhandensein/Fehlen von Druck (Druckqualität) prüft. Aus funktionaler Sicht muss ein trainiertes Modell (Form oder Logo) innerhalb des Suchbereichs lokalisiert werden und die Inspektion wird erfolgreich abgeschlossen, wenn das Modell innerhalb des Suchbereichs vorhanden ist. Diese Werkzeuge können auch die Helligkeit messen oder eine Pixelanzahl durchführen und eine Reihe von Grenzen verwenden, um die Inspektionskriterien festzulegen. Produkte, die diese Grenzwerte überschreiten, werden nicht akzeptiert.

6. Bestückungsüberprüfung (Anwesenheits-/Abwesenheitserkennung)

Eine Sichtkamera überprüft visuell, ob alle Komponenten einer Baugruppe für die manuelle und automatisierte Montage vorhanden sind. Dies trägt zur Verbesserung der Qualität bei und erhöht gleichzeitig die Produktivität und Effizienz durch einen schnellen und höheren Durchsatz.

Was sind die Vorteile der Bildverarbeitung?

Zu den Vorteilen von bildverarbeitungssystemen gehören:

• Reduzieren Sie die menschliche Interaktion und Inspektion in einem Prozess
• Geschwindigkeit – im Durchschnitt kann eine Kamera Teile viel schneller inspizieren als ein Mensch
• Konsistenz der Inspektion – die Bildverarbeitung bietet eine größere Konsistenz im Vergleich zur menschlichen Inspektion;
• Fähigkeit, ein hohes Maß an Inspektion im Vergleich zu Menschen aufrechtzuerhalten (die, obwohl sie weiterhin Teil des Prozesses sind,  nur für einen kurzen Zeitraum durchführen können)
• Automatisieren von Prozessen – Reduzierung der Interaktion zwischen Menschen und Maschinen
• Nebenbei erhalten Sie auch Daten aus den Bildern, damit Sie dies verstehen können. Wenn Sie beispielsweise ein Teil herstellen, das 2 Zoll lang ist und die Produktion zwischen 2,25 Zoll und 1,75 Zoll schwankt, kann das System durch die erzeugten und verfügbaren Daten lernen und verstehen, was geschieht. Dies ist der Schlüssel, um vollständig zu verstehen, was in Ihren Prozessen vor sich geht, um diesen speziellen Teil herzustellen. Dies bietet automatisierte Datenpunkte und Millionen von Datenpunkten zu Ihren Produkten.
• Verbessern Sie die Inspektionen, senken Sie die Kosten, steigern Sie die Qualität und eliminieren Sie den menschlichen Faktor in der Fertigung.
• Bildverarbeitungslösungen bieten Kunden mehr Flexibilität bei ihren Betriebsabläufen
• Eine Kamera für Bildverarbeitung kann sowohl 1D- als auch 2D-Codes lesen und Qualitätsprüfungen, Teilepräsentations- und Ausrichtungskontrollen durchführen; Produktfehlererkennung; Farbüberwachung; und andere visuelle Inspektionsprozesse
• Bildverarbeitungssysteme können Text (OCR), Handschrift (ICR), Barcodes (OBR) und optische Zeichen (OMR) erkennen.
• Computer-Vision, ob es mit Robotern oder in Qualitätskontrollsystemen in Fertigungsprozessen verwendet wird, kann Bilder oder Videos verarbeiten und entsprechende Maßnahmen einleiten.
• Mit diesen Fähigkeiten können Computer-Sichtsysteme eine breite Palette von Aufgaben ausführen, die weit über das Lesen von Barcodes hinausgehen.
• Die Bildverarbeitung kann erkennen, was sich in einem Standard-Pappkarton, Karton oder anderen Containern befindet, sodass sie gut für Anwendungen geeignet ist, bei denen die Verpackung besondere Merkmale aufweist.
• Es kann Größen oder Stile bestimmen, wodurch es in vielen Einzelhandelsanwendungen effektiv ist