Sistema de Visão Computacional

Sumário

Cada dia mais as empresas se sentem necessidade de garantir que seus produtos manufaturados estejam de acordo com a qualidade especificada. Das diversas tecnologias empregadas para garantir qualidade, a tecnologia conhecida como visão computacional é eminente e crescente no mercado.
Neste artigo, será demonstrada uma visão geral da tecnologia em questão, demonstrando seus conceitos e aplicações.
Basicamente, para que se tenha um sistema de visão computacional, são necessários três elementos: um sensor de espectro de luz, uma lente e uma iluminação do alvo.
Aparentemente é simples, porém a tecnologia do sistema de visão não se trata apenas da captura da imagem, mas também do seu processamento e análise.
Com os elementos citados acima, é possível que se obtenha a imagem, porém ela por si só, não é útil, mas algumas de suas características, as quais podem ser medidas, por exemplo.
Tão importante quanto a captura, processamento e análise da imagem é a iluminação utilizada no alvo. Dependendo da técnica utilizada, é possível que sobressaiam na imagem algumas características.

PROCESSAMENTO DE IMAGENS

Conforme destaca Gonzales e Woods (1993), através dos softwares é possível implementar a maioria das funções de processamento de imagens, uma vez que, geralmente são utilizados procedimentos que podem ser expressos em forma de algoritmos.
Uma imagem digital nada mais é do que uma matriz de pontos denominados pixels os quais possuem uma determinada intensidade de cor.
Em uma imagem na escala de cinza, a representação do nível de cores para a mesma é dada por 2x, onde x é o número de bits utilizados para representar a resolução de uma imagem. Por exemplo, se o número de bits for 1, o resultado deste cálculo será 2, portanto teriam 2 valores para representar o nível de cores (0, 1) ou seja, 0 significa preto e 1 significa branco.
A resolução de 28 é frequentemente utilizada em níveis de cinza, onde o resultado deste cálculo resulta em 256 valores.

ANÁLISE DE IMAGENS

Segundo Jain (1989), análise de imagens diz respeito à produzir uma descrição da mesma através de uma quantidade de medidas.
Através da análise de imagens é possível saber, por exemplo, se falta um parafuso em uma peça, ou se o rótulo foi colocado de maneira correta em uma garrafa, ou classificar diferentes peças. A análise de imagens também é bastante utilizada na área médica.

- Iluminação
Talvez uma das maiores dificuldades na montagem de um sistema de visão computacional seja a escolha da iluminação correta. A iluminação tem papel fundamental para o bom funcionamento de todo o sistema.
Como dito anteriormente, a iluminação é a responsável por salientar algumas características as quais serão utilizadas para a análise da imagem. Para que se sobressaiam algumas dessas características na imagem, existem diferentes técnicas, cada qual para um uso específico, ou seja, cada qual consegue destacar na imagem uma característica da mesma.
Forgerini (2007) descreve que o ambiente onde será utilizado o sistema é um conceito que deve ser levado em conta na escolha da iluminação e sempre que possível, o sistema deve ser enclausurado para evitar que uma iluminação externa possa influenciar no mesmo.
Algumas das principais fontes de iluminação são os diodos emissores de luz, as lâmpadas fluorescentes de alta-freq?ência e halógenas segundo Stemmer (2005).
Existem várias técnicas utilizadas na iluminação do sistema de visão computacional, algumas delas são: iluminação de fundo (back-lighting), iluminação de baixo-ângulo ou iluminação de campo-escuro (dark field), iluminação difusa-paralela (DOAL) , iluminação dia nublado (cloudy day), iluminação em anel.
A iluminação de fundo (back-lighting) é utilizada quando é necessário um grande contraste entre silhueta do objeto e o fundo.
A iluminação de baixo-ângulo ou iluminação de campo-escuro (dark field) é utilizado quando é necessário inspecionar objetos com superfícies irregulares ou em alto-relevo.
A iluminação difusa-paralela (DOAL) consiste em, através de um difusor, incidir uma iluminação perpendicular ao eixo óptico.
A iluminação dia nublado (cloudy day) causa um efeito luminoso como em um dia nublado, o qual é incidida uma iluminação uniforme sobre o objeto.
A iluminação em anel consiste em incidir uma iluminação paralela ao eixo óptico.

CONCLUSÃO

Existem muitas aplicações para a visão computacional, as quais vêm sendo amplamente difundida em sistemas de testes e muitas outras áreas.
Por meio da aquisição, processamento, análise de imagens e escolha da melhor iluminação é possível que sistemas confiáveis de controle de qualidade, utilizando a visão computacional, sejam desenvolvidos, garantindo assim, que o produto final esteja livre de falhas previamente programadas para serem detectadas e falhas humanas, como por exemplo, o erro de paralaxe.

Autor: Bruno Silva