طريقة تصحيح أخطاء الكاميرا
طريقة تصحيح أخطاء الكاميرا
في النظام المضمن لمعالجة الصور، بسبب المعالجة والتحليل اللذين يتضمنان الرؤية الآلية، يصبح تصحيح أخطاء كاميرا أداة إنشاء الصور أكثر صعوبة.
مقدمة مرئية
الرؤية الآلية هي استخدام الآلات بدلاً من العيون البشرية لإدراك البيئة الخارجية وإجراء القياسات والأحكام. يتم تحويل الهدف الملتقط إلى إشارة صورة من خلال جهاز التصوير (أي جهاز التقاط الصورة، مقسم إلى CMOS وCCD)، والذي يتم نقله إلى نظام معالجة الصور المخصص، وتحويله إلى إشارة رقمية وفقًا لتوزيع البكسل والسطوع واللون والمعلومات الأخرى؛ يقوم نظام الصور بإجراء عمليات مختلفة على هذه الإشارات لاستخراج خصائص الهدف، ثم التحكم في تصرفات المعدات على الفور وفقًا لنتائج التمييز. في بعض الأنظمة التي تتطلب إجراءات عالية في الوقت الفعلي للنظام، لا يمكن لسرعة الاستجابة البشرية وقدرات معالجة المعلومات تلبية المتطلبات، ومن السهل تحقيق تكامل المعلومات من خلال الرؤية الآلية، ويمكن أن يؤدي الجمع بين أنظمة التحكم في الكمبيوتر إلى تحسين أتمتة النظام.
غرض التصحيح
الغرض من تصحيح أخطاء الكاميرا في الأنظمة المضمنة هو تمكين المعلمات الميكانيكية والكهربائية للكاميرا من إنتاج بيانات صورة بأعلى جودة وفقًا لمتطلبات النظام. بالنسبة لنظام التصوير الذي يتضمن أجهزة وبرامج، غالبًا ما تتأثر جودة التصوير بالعديد من العوامل من التداخل الخارجي والقيود الخاصة به. ستنتج هذه التأثيرات ضوضاء وتصويرًا غير متساوٍ. غالبًا ما تكون العوامل من مستوى البرنامج مشكلات خوارزمية. يمكن حل المشكلات على هذا المستوى من خلال التحليل النظري والحسابات الرياضية. يجب تصحيح أخطاء العوامل من مستوى الأجهزة باستخدام الأدوات ويمكن حلها من خلال القياس والتحليل التجريبي. نظرًا لأن الطبقة السفلية لنظام معالجة الأجهزة، لذلك، فإن جودة الأجهزة ستؤثر بشكل مباشر على جودة البرنامج، وبالتالي تؤثر على جودة الصورة النهائية. تصحيح أخطاء الكاميرا هو القضاء على التداخل قدر الإمكان من مستوى الأجهزة.
طريقة تصحيح الأخطاء
نظرًا لأن النظام المضمن هو مفهوم واسع نسبيًا، تستخدم هذه المقالة HCS12 كرقاقة تحكم رئيسية لتصحيح أخطاء عربة مجموعة الكاميرات كمثال لتقديم طريقة التصحيح.
(1) قم بتوصيل الدائرة الخارجية بشاشة CRT
قم بتوصيل ثلاثة أسلاك للطاقة والأرض والإشارة من الكاميرا التناظرية لتزويد الكاميرا بالطاقة، ثم قم بتوصيل خط إشارة الفيديو بواجهة إدخال الفيديو لصندوق التلفزيون. يتم توصيل VGA-OUT لصندوق التلفزيون بشاشة CRT، بحيث يمكن لـ CRT عرض رؤية الكاميرا الرقمية. هذه الطريقة عبارة عن عرض كامل على مستوى الأجهزة، مما يوفر تأثير عرض مطابق تمامًا للرؤية البشرية، وهو ما يساعد بشكل كبير في تركيب الكاميرا وتصحيح معلماتها المادية الخاصة.
(2) تمديد شاشة الكريستال السائل LCD خارج الشريحة
تحتوي سلسلة HCS12 من MCU على واجهة محيطية تسلسلية SPI (واجهة محيطية تسلسلية)، والتي يمكنها تحقيق نقل البيانات بين وحدات MCU، وسرعتها أسرع من الاتصالات غير المتزامنة التسلسلية (SCI). تدعم وحدة SPI أيضًا الاتصالات ثنائية الاتجاه والمتزامنة والمتسلسلة بين وحدة MCU والأجهزة الطرفية، وتحقق التوسع المحيطي لوحدة MCU.
1. عند تشغيل النظام، ستطالب الأحرف المعروضة بمعلمات التشغيل ذات الصلة للنظام في شكل أحرف. يشغل كل حرف 8*6 نقاط ويتطلب 6 بايتات من البيانات. لإكمال عرض الأحرف، ما عليك سوى كتابة البيانات المقابلة في الموضع المحدد في البرمجة. نظرًا لأن وحدة الكريستال السائل نفسها لا تحتوي على مكتبة خطوط، فيجب تعريف بيانات مصفوفة النقاط الخاصة بشاشة الكريستال السائل لأحرف جدول ASC Ⅱ في بداية البرنامج، أي مصفوفة ثنائية الأبعاد بحجم N*6 بايت.
2. عرض الصورة بعد أن يتم رقمنة إشارة الفيديو التي تم جمعها بواسطة الكاميرا التناظرية بواسطة A / D من MCU، يتم تخزين المعلومات في مصفوفة ثنائية الأبعاد 40 * 70، ثم يتم ثنائي المصفوفة، ويمكن عرضها في وحدة LCD بدقة 48 * 84، مما يتيح للمطورين مراقبة رؤية آلة الكاميرا في الوقت الحقيقي.
هذه الطريقة هي طريقة عرض تجمع بين الأجهزة والبرامج، والتي يمكنها تتبع وعرض المعلومات المتعلقة بالكاميرا في الوقت الفعلي دون مقاطعة عملية تشغيل النظام أثناء العرض.
(3) برنامج كمبيوتر مضيف للاتصالات التسلسلية مكتوب ذاتيًا
يتم استخدام وحدة SCI في وحدة التحكم الدقيقة لإرسال بيانات الصورة إلى الكمبيوتر الشخصي، ويستخدم الكمبيوتر العلوي برمجة التحكم MSCOMM لقراءة بيانات الاتصال. بعد قراءة البيانات، يمكنك استخدام قدرات معالجة البيانات القوية وقدرات عرض الصورة لبرنامج Windows لمعالجة بيانات الصورة، مثل: إعادة رسم الصورة وفقًا للبيانات، وتصفية المصفوفة وعرض تأثير التصفية، وتصدير المصفوفة المستقبلة كملف توفير مصادر البيانات لمحاكاة الكمبيوتر.
هذه الطريقة هي طريقة عرض برمجية كاملة، فقط لتلقي البيانات من وحدة التحكم الدقيقة، ويمكن تحقيق سلسلة من المعالجة على جهاز الكمبيوتر، ولها مزايا لا يمكن للطرق الأخرى مقارنتها بفحص تأثيرات تحويل الرسومات، وإيجابيات وسلبيات تحليل الترشيح، وفكرة محاكاة البيانات . .
مقارنة بين المزايا والعيوب
1. طريقة تعديل CRT. من خلال الاتصال بإشارة فيديو الكاميرا، يمكن لـ CRT عرض الرؤية الآلية بدقة عالية. ولكن لا يمكن تقييد ذلك إلا باختبار معلمات الكاميرا وتعديل موضع الكاميرا الميكانيكي، ولا علاقة له بالإشارة الرقمية للنقطة المتقدمة.
2. طريقة تصحيح أخطاء شاشة LCD. يتم توصيلها مباشرة بمنفذ SPI للكمبيوتر الصغير أحادي الشريحة لنقل البيانات، مما يمكنه تحديث صورة العرض في الوقت الفعلي. يمكن تركيب هذه الوحدة مباشرة على النظام لعرض المعلومات المتعلقة بالنظام في الوقت الفعلي. ومع ذلك، نظرًا لقيود دقة الوحدة، لا يمكن عرض سوى القيم الثنائية بالأبيض والأسود، مما يؤدي إلى تشويه الصور الرقمية.
3. طريقة التصحيح التسلسلي. يمكنها الاستفادة الكاملة من وظائف معالجة البيانات القوية وعرض الصور للكمبيوتر الشخصي، ويمكنها تحقيق عرض بكسل عالي الدقة للصور الرقمية، وتصدير جدول قيم التدرج الرمادي لتوفير بيانات الحقل لمحاكاة VC وMATLAB. ومع ذلك، فإن سرعة نقل البيانات بين الكمبيوتر الشخصي ووحدة التحكم الدقيقة بطيئة للغاية، وتفتقر إلى الأداء في الوقت الفعلي، وتفتقر إلى مزايا التتبع الديناميكي.
في النظام المضمن لمعالجة الصور، بسبب المعالجة والتحليل اللذين يتضمنان الرؤية الآلية، يصبح تصحيح أخطاء كاميرا أداة إنشاء الصور أكثر صعوبة.
مقدمة مرئية
الرؤية الآلية هي استخدام الآلات بدلاً من العيون البشرية لإدراك البيئة الخارجية وإجراء القياسات والأحكام. يتم تحويل الهدف الملتقط إلى إشارة صورة من خلال جهاز التصوير (أي جهاز التقاط الصورة، مقسم إلى CMOS وCCD)، والذي يتم نقله إلى نظام معالجة الصور المخصص، وتحويله إلى إشارة رقمية وفقًا لتوزيع البكسل والسطوع واللون والمعلومات الأخرى؛ يقوم نظام الصور بإجراء عمليات مختلفة على هذه الإشارات لاستخراج خصائص الهدف، ثم التحكم في تصرفات المعدات على الفور وفقًا لنتائج التمييز. في بعض الأنظمة التي تتطلب إجراءات عالية في الوقت الفعلي للنظام، لا يمكن لسرعة الاستجابة البشرية وقدرات معالجة المعلومات تلبية المتطلبات، ومن السهل تحقيق تكامل المعلومات من خلال الرؤية الآلية، ويمكن أن يؤدي الجمع بين أنظمة التحكم في الكمبيوتر إلى تحسين أتمتة النظام.
غرض التصحيح
الغرض من تصحيح أخطاء الكاميرا في الأنظمة المضمنة هو تمكين المعلمات الميكانيكية والكهربائية للكاميرا من إنتاج بيانات صورة بأعلى جودة وفقًا لمتطلبات النظام. بالنسبة لنظام التصوير الذي يتضمن أجهزة وبرامج، غالبًا ما تتأثر جودة التصوير بالعديد من العوامل من التداخل الخارجي والقيود الخاصة به. ستنتج هذه التأثيرات ضوضاء وتصويرًا غير متساوٍ. غالبًا ما تكون العوامل من مستوى البرنامج مشكلات خوارزمية. يمكن حل المشكلات على هذا المستوى من خلال التحليل النظري والحسابات الرياضية. يجب تصحيح أخطاء العوامل من مستوى الأجهزة باستخدام الأدوات ويمكن حلها من خلال القياس والتحليل التجريبي. نظرًا لأن الطبقة السفلية لنظام معالجة الأجهزة، لذلك، فإن جودة الأجهزة ستؤثر بشكل مباشر على جودة البرنامج، وبالتالي تؤثر على جودة الصورة النهائية. تصحيح أخطاء الكاميرا هو القضاء على التداخل قدر الإمكان من مستوى الأجهزة.
طريقة تصحيح الأخطاء
نظرًا لأن النظام المضمن هو مفهوم واسع نسبيًا، تستخدم هذه المقالة HCS12 كرقاقة تحكم رئيسية لتصحيح أخطاء عربة مجموعة الكاميرات كمثال لتقديم طريقة التصحيح.
(1) قم بتوصيل الدائرة الخارجية بشاشة CRT
قم بتوصيل ثلاثة أسلاك للطاقة والأرض والإشارة من الكاميرا التناظرية لتزويد الكاميرا بالطاقة، ثم قم بتوصيل خط إشارة الفيديو بواجهة إدخال الفيديو لصندوق التلفزيون. يتم توصيل VGA-OUT لصندوق التلفزيون بشاشة CRT، بحيث يمكن لـ CRT عرض رؤية الكاميرا الرقمية. هذه الطريقة عبارة عن عرض كامل على مستوى الأجهزة، مما يوفر تأثير عرض مطابق تمامًا للرؤية البشرية، وهو ما يساعد بشكل كبير في تركيب الكاميرا وتصحيح معلماتها المادية الخاصة.
(2) تمديد شاشة الكريستال السائل LCD خارج الشريحة
تحتوي سلسلة HCS12 من MCU على واجهة محيطية تسلسلية SPI (واجهة محيطية تسلسلية)، والتي يمكنها تحقيق نقل البيانات بين وحدات MCU، وسرعتها أسرع من الاتصالات غير المتزامنة التسلسلية (SCI). تدعم وحدة SPI أيضًا الاتصالات ثنائية الاتجاه والمتزامنة والمتسلسلة بين وحدة MCU والأجهزة الطرفية، وتحقق التوسع المحيطي لوحدة MCU.
1. عند تشغيل النظام، ستطالب الأحرف المعروضة بمعلمات التشغيل ذات الصلة للنظام في شكل أحرف. يشغل كل حرف 8*6 نقاط ويتطلب 6 بايتات من البيانات. لإكمال عرض الأحرف، ما عليك سوى كتابة البيانات المقابلة في الموضع المحدد في البرمجة. نظرًا لأن وحدة الكريستال السائل نفسها لا تحتوي على مكتبة خطوط، فيجب تعريف بيانات مصفوفة النقاط الخاصة بشاشة الكريستال السائل لأحرف جدول ASC Ⅱ في بداية البرنامج، أي مصفوفة ثنائية الأبعاد بحجم N*6 بايت.
2. عرض الصورة بعد أن يتم رقمنة إشارة الفيديو التي تم جمعها بواسطة الكاميرا التناظرية بواسطة A / D من MCU، يتم تخزين المعلومات في مصفوفة ثنائية الأبعاد 40 * 70، ثم يتم ثنائي المصفوفة، ويمكن عرضها في وحدة LCD بدقة 48 * 84، مما يتيح للمطورين مراقبة رؤية آلة الكاميرا في الوقت الحقيقي.
هذه الطريقة هي طريقة عرض تجمع بين الأجهزة والبرامج، والتي يمكنها تتبع وعرض المعلومات المتعلقة بالكاميرا في الوقت الفعلي دون مقاطعة عملية تشغيل النظام أثناء العرض.
(3) برنامج كمبيوتر مضيف للاتصالات التسلسلية مكتوب ذاتيًا
يتم استخدام وحدة SCI في وحدة التحكم الدقيقة لإرسال بيانات الصورة إلى الكمبيوتر الشخصي، ويستخدم الكمبيوتر العلوي برمجة التحكم MSCOMM لقراءة بيانات الاتصال. بعد قراءة البيانات، يمكنك استخدام قدرات معالجة البيانات القوية وقدرات عرض الصورة لبرنامج Windows لمعالجة بيانات الصورة، مثل: إعادة رسم الصورة وفقًا للبيانات، وتصفية المصفوفة وعرض تأثير التصفية، وتصدير المصفوفة المستقبلة كملف توفير مصادر البيانات لمحاكاة الكمبيوتر.
هذه الطريقة هي طريقة عرض برمجية كاملة، فقط لتلقي البيانات من وحدة التحكم الدقيقة، ويمكن تحقيق سلسلة من المعالجة على جهاز الكمبيوتر، ولها مزايا لا يمكن للطرق الأخرى مقارنتها بفحص تأثيرات تحويل الرسومات، وإيجابيات وسلبيات تحليل الترشيح، وفكرة محاكاة البيانات . .
مقارنة بين المزايا والعيوب
1. طريقة تعديل CRT. من خلال الاتصال بإشارة فيديو الكاميرا، يمكن لـ CRT عرض الرؤية الآلية بدقة عالية. ولكن لا يمكن تقييد ذلك إلا باختبار معلمات الكاميرا وتعديل موضع الكاميرا الميكانيكي، ولا علاقة له بالإشارة الرقمية للنقطة المتقدمة.
2. طريقة تصحيح أخطاء شاشة LCD. يتم توصيلها مباشرة بمنفذ SPI للكمبيوتر الصغير أحادي الشريحة لنقل البيانات، مما يمكنه تحديث صورة العرض في الوقت الفعلي. يمكن تركيب هذه الوحدة مباشرة على النظام لعرض المعلومات المتعلقة بالنظام في الوقت الفعلي. ومع ذلك، نظرًا لقيود دقة الوحدة، لا يمكن عرض سوى القيم الثنائية بالأبيض والأسود، مما يؤدي إلى تشويه الصور الرقمية.
3. طريقة التصحيح التسلسلي. يمكنها الاستفادة الكاملة من وظائف معالجة البيانات القوية وعرض الصور للكمبيوتر الشخصي، ويمكنها تحقيق عرض بكسل عالي الدقة للصور الرقمية، وتصدير جدول قيم التدرج الرمادي لتوفير بيانات الحقل لمحاكاة VC وMATLAB. ومع ذلك، فإن سرعة نقل البيانات بين الكمبيوتر الشخصي ووحدة التحكم الدقيقة بطيئة للغاية، وتفتقر إلى الأداء في الوقت الفعلي، وتفتقر إلى مزايا التتبع الديناميكي.
