Qu’est-ce qu’un système de traitement d’images ?
Un système de traitement d’images est une série de configurations de systèmes qui traitent et synthétisent des images et des données 2D et 3D et lisent leurs caractéristiques.
Les systèmes de traitement d’images remplacent l’œil humain et permettent toute une série de jugements et de mesures. Cette technologie est indispensable pour les machines automatiques et les robots industriels.
Utilisations des systèmes de traitement d’images
Le traitement d’images est aujourd’hui utilisé dans un très grand nombre de domaines, notamment :
1. Domaine médical
Le scanner et l’IRM sont les deux principaux types de traitement d’images dans le domaine médical : le scanner étend les images des examens radiologiques conventionnels de deux à trois dimensions, ce qui permet d’observer le corps entier ; l’IRM utilise un champ magnétique puissant et des ondes électromagnétiques pour permettre un diagnostic sans l’utilisation de radiations ; l’IRM est utilisée dans le domaine médical pour le diagnostic du cancer et d’autres maladies. Les deux types d’examen utilisent la technologie du traitement de l’image pour observer l’intérieur du corps sous différents angles.
2. Domaine industriel
Dans le secteur industriel, de nombreux systèmes de traitement d’images sont utilisés sur les chaînes de production. Ils sont utilisés dans une large gamme d’utilisations telles que la reconnaissance de composants, la saisie et l’alignement dans les processus d’assemblage, le comptage de pièces, l’inspection visuelle et le contrôle dimensionnel dans les processus d’inspection, le tri et l’emballage dans les processus d’expédition, ainsi que la surveillance des risques, contribuant ainsi de manière significative à l’automatisation des processus.
3. Transport
Les utilisations typiques dans le secteur des transports comprennent l’aide à la conduite des véhicules et l’automatisation de la conduite. En traitant les images des caméras non seulement de face, mais aussi dans un angle de 360°, il est possible de détecter les piétons, les obstacles et les autres véhicules, d’alerter les conducteurs et de prendre les mesures d’évitement qui s’imposent.
Outre les automobiles, le système est également utilisé pour la surveillance des équipements et de la sécurité dans les systèmes ferroviaires. Il est utile pour surveiller une vaste zone dans l’environnement lumineux changeant de l’extérieur et le long des lignes de chemin de fer au nom des personnes.
4. Domaine de la sécurité
Un exemple typique d’utilisation dans le secteur de la sécurité est celui des systèmes de reconnaissance faciale. Ils sont largement utilisés dans les smartphones et contribuent également à renforcer la sécurité de l’accès aux bâtiments.
Principe des systèmes de traitement d’images
Les systèmes de traitement d’images fonctionnent selon la séquence suivante.
1. Entrée de l’image
La distribution de la lumière est convertie en signaux électriques, principalement à l’aide de capteurs CCD.
2. Lissage
Le lissage, un type de prétraitement, permet de lisser les changements d’ombres hors foyer. Le lissage est également appelé filtre de moyenne car il calcule la valeur moyenne des pixels dans la zone couverte par le filtre et définit cette valeur comme le nouveau nombre de pixels. Il est utilisé comme filtre spatial pour lisser une image et éliminer le bruit.
3. Extraction des caractéristiques
L’une des images caractéristiques est une image binaire. La binarisation est le processus qui consiste à réduire une image de plusieurs niveaux de densité à seulement deux niveaux de densité, le blanc et le noir. Une image ne comportant qu’un seul niveau de densité, soit le blanc, soit le noir, est considérée comme une image à deux niveaux de densité.
L’histogramme est un moyen d’utiliser les valeurs de niveaux de gris pour déterminer la nature d’une image. Il prend le nombre de pixels sur l’axe horizontal et la fréquence des pixels sur l’axe vertical et reporte ces informations sur un graphique. L’histogramme est ensuite traité en divisant le nombre de nuances sur l’axe horizontal de l’histogramme en deux parties, les données des pixels étant divisées en 1 si le nombre de nuances est supérieur et en 0 s’il est inférieur.
4. Évaluation
Les images obtenues par extraction de caractéristiques sont évaluées en fonction de l’objectif poursuivi.
Autres informations sur les systèmes de traitement d’images
1. Sélection de la caméra pour les systèmes de traitement d’images
Le choix de la caméra est très important pour le traitement des images. Les caméras sont utilisées dans les systèmes de traitement d’images pour acquérir des données d’image de la pièce dans le processus de saisie d’image.
Sur les sites de production, par exemple, les caméras qui remplissent la fonction d’œil sont utilisées pour photographier des objets d’inspection tels que des cartes de circuits imprimés afin de contrôler les défauts et l’état du produit, mais des conditions de prise de vue différentes peuvent entraîner des variations dans la précision de l’inspection.
Afin de garantir des conditions de prise de vue aussi identiques que possible, l’appareil photo, l’objectif et l’éclairage doivent être sélectionnés de manière appropriée. Il existe deux grands types de systèmes de traitement d’images :
Les systèmes de caméra à capteur de surface
Il s’agit de la méthode d’imagerie la plus couramment utilisée qui produit une image en deux dimensions. La taille de l’image qui peut être acquise est déterminée par la caméra.
Les systèmes de caméra à capteur linéaire
Cette méthode permet d’acquérir en continu des images unidimensionnelles et de produire des images bidimensionnelles. La caméra ou la pièce doit se déplacer dans une certaine direction lors de l’acquisition des images. Cette méthode est efficace pour capturer des images de pièces relativement grandes. Il est nécessaire de sélectionner une caméra appropriée sur la base d’une compréhension approfondie des exigences.
2. Traitement en temps réel dans Les systèmes de traitement d’images
Le traitement informatique au sein des systèmes de traitement d’images est effectué par des logiciels ou du matériel. Le traitement logiciel est très flexible car il peut être adapté à divers changements en modifiant le programme, mais le traitement matériel est nécessaire dans les situations où le traitement en temps réel est requis, par exemple pour éviter les dangers.
Par exemple, un moniteur de vision périphérique, utilisé pour éviter les collisions lors du stationnement d’une voiture, projette à l’origine des images en temps réel depuis le dessus de la voiture où il n’y a pas de caméra. Ici, un matériel dédié tel qu’un ASIC est utilisé pour générer des images en temps réel en synthétisant et en traitant les données d’image provenant de la caméra embarquée.