Görüntü işleme tanım olarak, analog veya dijital olarak elde edilmiş görsel verinin (son kullanıcı veya başka ara bir sistem için) anlamlı hâle getirilmesidir.
Görüntü alımı sonrasında yapılacak olan ‘işleme’ kısmı, temelde matris içerisinde bulunan sayısal verinin bir dizi matematiksel operasyondan geçirilmesidir.
Bu işlemler başlıca, tespit öncesi uygulanacak olan filtreler, istenen bilginin tespit edilmesi/ölçülmesi ve çıkan sonuçların mantıksal işlemlerden geçirilerek sayısal veya hatalı/hatasız (N/OK) olarak sonuçlandırılması şeklinde sıralanabilir.
Tahmin edileceği üzere işlenecek veri –ki bu senaryoda piksel sayısı– arttıkça gerekli işlem gücü (ve işlem süresi) de artacaktır. Bu nedenledir ki, yakın zamana kadar görüntü işleme proseslerinde kullanılan ekipmanlar birer sistem olmak durumunda, ve sistem içerisinde görüntü kaynağı olacak bir kameranın yanısıra, nispeten güçlü bir işlemci içeren kontrol üniteleri de barındırmak zorundalardı. Bu sistemler, kompleks işlemler yapabilme yeteneklerine karşın, var/yok, ayıklama veya basit uzunluk/çap ölçümleri gibi kontroller için dahi aynı sistem elemanlarına ihtiyaç duymaktaydılar. Dolayısıyla minimum maliyetler göz önünde bulundurulduğunda endüstriyel görüntü işleme, nispeten basit işlemler için projelendirildiğinde pahalı bir zevk hâline gelmekteydi.
Aslında görüntü işleme sensörleri tam da bu noktada devreye girmekte, işlemci mimarilerindeki gelişmeler ve görüntü işleme yazılımlarının optimizasyonu sayesinde de hızla yükselmeye devam etmektedir. Kompakt, kullanımı kolay ve uygun maliyetli çözümler üretilebilecek ürünler olarak, üretim/otomasyon sektörlerinde görüntü işleme alanında bulunan boşluğu layığıyla doldurdukları rahatlıkla söylenebilir.
Son teknoloji endüstriyel görüntü sensörleri ele alındığında, son 10 yıl içerisinde büyük gelişme katedildiği aşikardır. Başlarda otomasyon sektöründe çokça kullanılan mesafe sensörlerinden sadece bir seviye üstte bir ürün gamı olarak nitelendirilebilecek bu cihazlar, yazılım seviyeleri ve işlem kapasiteleri arttıkça çok daha akıllı ve yetenekli hâle gelmişlerdir. Güncel donanımları incelendiğinde, çoğu senaryo için herhangi bir ek kontrolcü (PC veya PLC) ihtiyacı olmadan, kendi içerisinde ek matematiksel ve mantıksal işlemler yürüterek çok daha kompleks kontrollerin altından kalkabilir duruma erişmiş hâldelerdir. Bu sayede aslında hem görüntü işleme sistemi hem de otomasyon maliyetlerinin azalması ile sağladığı maddi avantajların yanısıra, entegrasyon kolaylığı ile devreye alma süreçlerinde de hayli vakit kazandırmaktadır.
Görüntü işleme sensörleri için bir ürün örneği olarak Sensopart ‘VISOR’ ürün grubu ele alınabilir. VISOR donanımsal olarak, kamera ve işlemcinin bir araya getirildiği kompakt bir sensör tasarımı olarak tanımlanabilir. Sensopart’ın gömülü görüntü işleme yazılımı ile basitten karmaşığa geniş bir aralıkta kontroller yapılabilmekte; entegre lens, ışık, renk ve yüksek/düşük çözünürlük opsiyonları ile amaca/probleme özel, düşük maliyetli çözümler üretilebilmektedir. Büyük skalada ürün, etiket, son kullanma tarihi varlığı gibi kontroller yapılabileceği gibi, mikron bazında kalite kontrol ve ölçümlerin gerçekleştirilmesine de olanak sağlamaktalardır.
Görüntü sensörleri görüntü işleme teknolojisinin önemli bir kullanım alanı olan robotik uygulamalarda da, 6 eksenli robot/kobotlar ile SCARA ve kartezyen robotlara (ve sistemlere) kolayca entegre edilip çok eksenli pozisyon bilgisi sağlayabilmektedirler. Paletleme/palet bozma, konveyör üzerinden ürün toplama ve hassas montaj uygulamaları gibi normalde mekanik yapılarla yüzünden karmaşıklaşacak veya düzeltme istasyonlarında zaman kaybedilecek uygulamalarda görüntü işleme yardımıyla üretimdeki verim büyük oranda artırılabilmektedir.
‘VISOR Robotic’ modelleri sektörde bilinen robot marka/modellerinin (ABB, Fanuc, Kuka, Stäubli, Yaskawa gibi) tamamıyla birlikte çalışabilmekte, özellikle Universal Robots gibi kolaboratif robotlara ‘tak-çalıştır’ kolaylığında entegre edilebilmektedir. Kompakt tasarımları sayesinde robot üzerine monte hâlde çalışabilmekte, bu sayede hem pozisyon bilgisi sağlamada, hem de kalite kontrolde aynı anda kullanılabilmektedirler.
Bu noktada bir diğer üründen, sektöründe dünya devi olan Panasonic’in yeni görüntü sensörü ‘SV’ serisinden bahsetmek gerekir. Panasonic, 10 yılı aşkın süredir bu alanda kendini kanıtlamış, yukarıda çokça bahsettiğimiz ‘PV’ serisi görüntü işleme sistemleri ile zaten tanınmaktaydı. Oldukça gelişmiş yazılımı ve yapay zekâ içeren algoritmaları ile en zor işlemleri bile hızla yerine getirebilen bu ürün serisi, artık hızından ve yazılımından taviz vermeden, kompakt ve çok daha verimli bir görüntü sensörü olarak kullanıma sunulmuş durumdadır. Performansı değerlendirildiğinde, çift çekirdekli işlemcisi sayesinde, muadili olan bir ‘PV’ sisteminden bile 2 kata kadar daha yüksek hızlarda işlem yapabilir olduğu görülmüştür.
Özetle görüntü sensörleri, giderek hızlanan bir gelişim sergilemekte ve sektörde yerlerini gün geçtikçe sağlamlaştırmaktalar. Artık büyük ve nispeten pahalı sistemlere ihtiyaç duyulmadan, sadece temel uygulamalar değil, karmaşık ve bir o kadar hassas kontrollerde de sektörel ihtiyacı karşılar durumda olduklarını gönül rahatlığıyla söyleyebiliyoruz. Yüksek çözünürlük veya kompleks algoritmalar gerektiren işlemlerde yetersiz kalacaklarına dair endişeleri de giderek boşa çıkarmakta, ataları olarak nitelendirebileceğimiz sistemlere adeta taş çıkarmaktadırlar.
Onur ŞİMŞEK
Teknik Destek Mühendisi