سیستم پردازشگر تصویری با قابلیت تعقیب هدف متحرک

 سیستم پردازشگر تصویری با قابلیت تعقیب هدف متحرک

در دهه ۱۹۸۰ استفاده از تکنولوژی تصاویر دیجیتال تحولات عظیمی را در عرصه  جهانی بوجود آورد . استفاده از این تکنولوژی که در مراحل اولیه منحصر به شرکت های محدودی بود ، در دهه های اخیر رشد و گسترش شدیدی را موجب شده بطوری که در این زمان کمتر کسی از تصاویر دیجیتالی و ادوات و دستگاههای آن استفاده نمی کند . در عصر حاضر با ظهور فناوری های پیچیده در زمینه قطعات الکترونیک نظیر میکروپروسسورها و پردازنده های کامپیوتری و میکروکنترلرها  کار و تحقیق پیرامون این مسئله فراگیر تر شده است .

در این تحقیق با استفاده از مفاهیم اولیه پردازش تصویر و الگوریتم Subtraction & Compare  تصاویر دریافتی از یک دوربین را مورد پردازش قرار داده و از آن جهت دنبال نمودن هدف متحرک استفاده کرده ایم .

همانطور که می دانیم تصاویر دیجیتالی از عناصری بنام پیکسل تشکیل شده اند که در تصاویر رنگی هر پیکسل از سه مولفه R,G,B  تشکیل شده اند . تصاویر خروجی  ارسال شده از دوربین دارای فرمت RGB می باشد . در برنامه ای که به زبان ویژوال بیسیک نوشته شده ، پس از دریافت این تصاویر و پردازش آنها ، با توجه به موقعیت جسم متحرک در صفحه ، اطلاعاتی به یک کنترل کننده دوربین فرستاده می شود . این کنترل کننده از یک میکروکنترلر خانواده AVR به شماره Atmga16 استفاده می نماید و با کنترل یک موتور که به دوربین متصل می باشد آنرا همواره در جهت تعقیب هدف هدایت می نماید .

تصاویر دیجیتال

امروز پردازش تصویر دیجیتال عرصهُ بسیار وسیع علمی و اقتصادی را به خود اختصاص داده است. شاید بشود گفت اولین فعالیتی که در زمینه پردازش تصویر انجام گرفت در سال ۱۹۲۰ بوده است. در آن زمان برای انتقال روزنامه بین لندن و نیویورک از خطوط کابلی که بر روی اقیانوس آتلانتیک کشیده شده بود استفاده می کرد. و برای کاهش زمان ارسال روزنامه ها ابتدا اطلاعات را کد میکرددند و بعد می فرستادند. همین امر منجر به این می شد که مدت زمان ارسال یک تصویر از بیش از یک هفته به کمتر از ۳ ساعت تقلیل پیدا کند. در حال حاضر طیف وسیعی از کاربردهای علمی و صنعتی در پردازش تصویر به وجود آمده است. ذخیره و ارسال تصاویر عکس برداریهای ماهواره ای و هوایی،  پردازش تصویر پزشکی،  پردازش تصویر صوتی در سونوگرافی و رباتهای هوشمندی که قابلیت تشخیص قطعات و وسایل را دارند. تلفنهای  تصویری و بالاخره تجهیزات پردازش تصاویر پزشکی که کمک شایانی در تشخیص بیماری ها میکنند، همگی ماحصل فعالیتهایی است که در زمینه مهندسی  تصویر انجام گرفته است.

 و اما  پردازش تصویر چیست؟

اگر به زبان ساده جواب دهیم اساس  پردازش تصویر بر این است که ابتدا  تصویر را با دیجیتال کردن به ماتریسی از اعدد تبدیل میکنیم و سپس عملیات محاسباتی و منطقی مختلفی را بر روی آن انجام میدهیم و بعد از آن  تصویر خروجی را با استفاده از ابزارهای نماش مثلاُ مونیتور نشان میدهیم.

برخی مفاهیم اولیه :

۱- ساختمان  تصویر دیجیتال

پیکسل : ارزش‌ هر پیکسل‌ در تصویر دیجیتال‌ ، یک‌ ناحیه‌ کوچک‌ در تصویر پیوسته (آنالوگ)‌ رقمی‌ شده‌ را ارائه‌ می‌کند برای‌ مثال‌ تصور کنید که‌ از سیاره‌ ونوس‌ در امتداد سطح‌ سیاره‌ هر ۱۰ متر ، یک بار نمونه‌ برداری‌ می‌کنیم این‌ نوع‌ نمونه‌ برداری‌، یک‌ شبکه‌ نمونه‌ برداری‌ مربع‌ شکل‌ را تعریف‌ می‌نماید که‌ هر پیکسل‌ مبین‌ یک‌ منطقه‌ ۱۰ متر در ۱۰ خواهد بود .

به عبارت دیگر تصویر دیجیتال را میشود ماتریسی از داده ها تصور کرد ما کوچکترین واحد هر  تصویر را Pixel می نامیم . در ساده ترین تصاویر عددی که ماتریس  تصویر نشان می دهد برابر میزان روشنایی  تصویر است که آن را نیز اصطلاحاُ Intensity می نامیم. همانطور که گفتیم بین هر  تصویر دیجیتال و ماتریس اطلاعات آن تناظر یک به یک وجود دارد. تعداد بیتهای Bits Depth که برای هر Pixel از  تصویر در نظر گرفته می شود بیانگر ویژگی دیگری از  تصویر است کهContrast  تصویر نامیده می شود بیتهای بیشتر تعداد سطوح روشنایی بیشتری را در تصاویر نشان می دهد . بدیهی است که چشم انسان قادر است تا حد محدودی این اختلاف سطوح روشنایی را تشخیص دهد.

افزایش تعداد Pixel ها برای یک تصویر وضوح آن بیشتر میکند که این خاصیت  تصویر را Resolution آن می گویند .

در تصاویر دیجیتال‌، رنگ‌ با استفاده‌ از سه‌ عدد به‌ ازای‌ هر پیکسل‌ مشخص‌ می‌شود که‌ این‌ سه‌ عدد بیانگر شدت‌ سه‌ رنگ‌ اصلی‌ قرمز، سبز و آبی‌ می‌باشند. ترکیب‌ این‌ سه‌ رنگ‌ اصلی‌ همه‌ رنگ‌های‌ ممکن‌ را که‌ چشم‌ انسان‌ می‌تواند درک‌ کند، تولید می‌کند. برای‌ ذخیره‌ هر یک‌ از شدت‌های‌ رنگ‌، از یک‌ بایت‌ استفاده‌ می‌گردد. که‌ این‌ کار امکان‌ دریافت ‌۸/۱۶ = (۲۵۶x  ۲۵۶ x 256)  میلیون‌ رنگ‌ مختلف‌ را تولید می‌کند.

فهرست مطالب

چکیده ۱
مقدمه ۲
تصاویر دیجیتال ۴
تصاویر دیجیتال ۵
فرمت تصویر RGB 8
ویژوال بیسیک ۱۳
زبانی شیء گرا ۱۳
ویژوال بیسیک زبانی شیءگرا ۱۴
میکروکنترلر های AVR 22
مقدمه ای بر میکروکنترلرهای AVR 23
کامپایلر بسکام ۳۰
معرفی منوهای محیط BASCOM 31
منوی FILE 31
مراجع……………………………………………………………………………………………………………………………………………..۱۰۴