zpracování obrazu

Záměrem disertační práce je přispět k dlouhodobému požadavku firmy PRECIOSA, a. s., Jablonec nad Nisou vyrábět a prodávat kvalitní a konkurenceschopné výrobky ? strojně broušené bižuterní a šperkové kameny. Ve výrobním procesu hraje důležitou roli posuzování kvalitativních vlastností výrobků (velikost, tvar a vady) a jejich měření a třídění. Zvyšující se požadavky na efektivitu výroby cílevědomě vedou k využívání moderních aplikačních metod s cíleným omezením nestabilního lidského činitele. Významným krokem vedoucím k naplnění vytčených úkolů je aplikování matematických metod zpracování obrazu hodnocených výrobků a následně jejich klasifikace. V práci je také velká pozornost věnována rozboru možností aplikace nástrojů fuzzy logiky, fuzzy transformace a obrazové fúze jako zajímavé a účinné alternativy pro kvalitativní hodnocení vlastností bižuterních výrobků. První kapitola přináší stručný úvod do problematiky výroby bižuterních kamenů včetně krátkého historického přehledu a nástinu možnosti aplikování počítačového zpracování obrazu v popsané průmyslové oblasti.Kapitola 2 shrnuje cíle disertační práce a předpoklady dalšího vývoje při zpracování obrazu pro hodnocení bižuterních výrobků.V kapitole 3 je uveden úvod do problematiky zpracování obrazu a základních metod pro identifikaci objektu v obrazu a jeho rozpoznávání.Kapitola 4 se poměrně obšírně věnuje aplikování metod fuzzy logiky. Je zde proveden návrh a diskuse algoritmů fuzzy logiky s využitím pravidel IF?THEN a fuzzy transformace jako významných nástrojů aproximace reálných funkcí jedné a více proměnných s hlavním důrazem k použití při analýze obrazu pro průmyslové aplikování.V kapitole 5 jsou uplatněny algoritmy z předchozí části pro analýzu více obrazů jednoho zkoumaného předmětu s pomocí obrazové fúze. Pomocí navržených metod je na konkrétních obrazech vysvětlen princip i možnosti aplikování navržených algoritmů pro kvalitativní klasifikaci bižuterních kamenů, zejména s ohledem na předpokládané jejich objektivní hodnocení. Kapitola 6 stručně popisuje možnosti aplikace moderních technických prostředků pro zpracování obrazové informace, zejména pak při stoupajících nárocích na výpočetní rychlost.Problematika optické soustavy pro získání optimálního obrazu předmětů pro následné počítačové hodnocení v bižuterním průmyslu je popsána v kapitole 7.Kapitola 8 je věnována praktickým aplikacím poznatků a algoritmů, která byly navrženy a popsány v předchozích částech. Zde je hlavním zájmem analýza a kvalitativní hodnocení konkrétních bižuterních kamenů a zejména pak jeho úspěšnost. Hlavním těžištěm této části je uplatnění metod fuzzy logicky a fuzzy transformace a dále pak praktické využití obrazové fúze. Při těchto konkrétních aplikacích je použito programové prostředí LabVIEW. Na řadě konkrétních příkladů je ukázán postup vedoucí k vytvoření metodiky pro kvalitativní hodnocení bižuterních kamenů s vysokou mírou objektivity a s potenciálem aplikování pro účely kvalitativního měření a třídění přímo v průmyslovém prostředí v časově náročných úlohách.V závěrečné kapitole je provedeno shrnutí dosažených výsledků a naznačen další postup pro praktické aplikování navržených metod. The topic of the Ph. D. study comes from long-term business needs ? to produce and sell high quality and competitive products - machine-cut jewelry stones in company PRECIOSA, a. s., Jablonec nad Nisou. Very important role in the production process therefore plays an assessment of qualitative product characteristics (size, shapes and any defects) and their measurement and classification. The increasing demands for efficiency have become the modern application methods with the targeted elimination of unstable human factor. An important step toward the fulfillment of the requisite tasks is to apply the mathematical methods of image analysis of jewelry products, and subsequently evaluated for classification. In this study, much attention is paid to the possibility of the analysis tools applying of fuzzy logic, fuzzy transformation and image fusion as attractive and effective alternatives for the qualitative evaluation of properties of jewelry products.Chapter 1 gives a brief introduction to jewelry stones production including a short historical overview and outline the ability to apply digital image processing described in the industrial area.Chapter 2 summarizes the aims and assumptions for the further development of image processing for defect assessment in jewelry production.Chapter 3 describes an introduction to image processing and basic methods for identifying the object in the image and its recognition.Chapter 4 is devoted to quite extensively applying the methods of fuzzy logic. There is discussion and design of fuzzy logic algorithms using IF-THEN rules and fuzzy transformation as important instruments of approximation of real functions of one or more variables with the main emphasis for use in image analysis for industrial application.In Chapter 5 are applied algorithms described in the previous section, for analysis of multiple images with one studied subject by using image fusion. Using the proposed methods is explained in concrete images and the ability to apply the principle of the proposed algorithms for qualitative classification of jewelry stones, particularly with regard to their intended objective evaluation.Chapter 6 briefly describes the application of modern technical means for processing visual information, especially with rising demands for computing speed.Problems of optical systems to obtain optimal image of objects of for subsequent computer evaluation in jewelry industry is described in Chapter 7Chapter 8 is devoted to practical applications of knowledge and algorithms that were designed and described in previous sections. Here is the main concern analysis and qualitative assessment of specific jewelry stones and especially its success. The main focus of this section is to apply the methods of fuzzy logic and fuzzy transformation and the practical use of image fusion. In these specific applications is used LabVIEW software. The number of concrete examples is shown in the process leading to the creation of a methodology for qualitative assessment of jewelry stones with a high degree of objectivity and the potential for applying qualitative measurement and classification in the industrial environment in time-consuming tasks.The final chapter is a summary of achievements made and outlined next steps for the practical application of the proposed methods.

Metody zpracování obrazu pro časově náročné úlohy