HET INSTRUMENT 2010 Vision conferentie

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "HET INSTRUMENT 2010 Vision conferentie"

Joannes ter Linde
7 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 HET INSTRUMENT 2010 Vision conferentie Starten met beeldverwerking, hoe werkt dat? 29 September 2010 Jaap van de Loosdrecht Coördinator NHL Kenniscentrum Computer Vision

2 Overzicht NHL Kenniscentrum Computer Vision Voorbeelden van vision toepassingen Meerwaarden van Computer Vision Wat heb ik nodig om te starten? Toekomst Samenvatting Vragen

3 NHL Kenniscentrum Computer Vision Gestart in 1996 Ruim 120 projecten gestart en succesvol afgerond Ruim de helft vervolgopdrachten Projectomvang van tot euro Van zelffinancierend naar positief financieel rendement Totaal euro Haalbaarheidsstudies: Rapport Demonstratie of prototype opstelling

4 NHL Kenniscentrum Computer Vision Onderdeel afdeling Engineering NHL 1 Coördinator (0.8 fte) 1 Junior onderzoeker (1 fte) 2 Projectingenieurs (2 * 1 fte) Per 1 oktober: 1 Lector (0.5 fte) Stagiairs / afstudeerders Totaal: 300 uit Nederland en 30 uit buitenland

8 fte) 1 Junior onderzoeker (1 fte) 2 Projectingenieurs (2 * 1

5 Kracht van het kennis centrum is kennis van en apparatuur voor de hele keten van Belichting Camera s Optiek Opstelling Algoritmen voor beeldverwerking Embedding in systemen of andere software

6 Onderwijs in Computer Vision Lesstof geïnspireerd door ervaring uit projecten Workshop 50 % theorie, 50 % hands-on NHL Hogeschool: Informatica Technische Informatica Werktuigbouwkunde (Mechatronica) Elektrotechniek Forensic Science 8 andere hogescholen

NHL Hogeschool: Informatica Technische Informatica

7 5 daagse cursus Computer Vision voor het bedrijfsleven Lesstof geïnspireerd door ervaring uit projecten 50 % theorie, 50 % hands-on Dertiende editie cursus: 1 t/m 5 november 2010 Veertiende editie cursus: 4 t/m 8 april 2011

theorie, 50 % hands-on Dertiende editie cursus: 1 t/m 5

8 Overzicht NHL Kenniscentrum Computer Vision Voorbeelden van vision toepassingen Meerwaarden van Computer Vision Wat heb ik nodig om te starten? Toekomst Samenvatting Vragen

9 Voorbeelden van vision toepassingen Inspectie petrischalen Inspectie van fotogeleiders Fraude detectie Thermal imaging Aardappelziekte detectie

10 Inspectie petrischalen

11 Inspectie van fotogeleiders Foto s beschikbaar gesteld door Oce Venlo

12 Fraude detectie, berekenen veiligheidsrisico Clearing image ST-ILF image ST-ILF index = 93

13 Thermal imaging

14 Phytophthora infestans Verminderd productievermogen van gewas Oplossing: Door snelle detectie van Phytophthora infestans, op tijd bestrijden

15 09 Aeroscope: huidig prototype

16 Screenshot

17 Overzicht NHL Kenniscentrum Computer Vision Voorbeelden van vision toepassingen Meerwaarden van Computer Vision Wat heb ik nodig om te starten? Toekomst Samenvatting Vragen

18 Meerwaarde Computer Vision Voor klant System integrators Product verbetering Omzet vergroten PR werking Eind klanten Efficiëntere en effectievere product controle Kunnen blijven concurreren met lage lonen landen Constantere kwaliteit foutloos 24/7

Efficiëntere en effectievere product controle Kunnen blijven

19 Meerwaarde Computer Vision Voor maatschappij en milieu Veiligheid en gezondheid Behoud van werkgelegenheid Vermindering vervuiling en gebruik van grondstoffen Voor NHL Vraag gestuurde kennisontwikkeling Real life projecten Actueel en kwalitatief goed onderwijs Inkomsten, kunnen investeren in CV PR

van grondstoffen Voor NHL Vraag gestuurde kennisontwikkeling Real life

20 Overzicht NHL Kenniscentrum Computer Vision Voorbeelden van vision toepassingen Meerwaarden van Computer Vision Wat heb ik nodig om te starten? Toekomst Samenvatting Vragen

21 Wat heb ik nodig om te starten? Apparatuur Software Kennis

22 Wat heb ik nodig om te starten? Apparatuur Vanaf in euro s PC gebaseerd Camera 300 PC 1000 Framegrabber Alternatieven: Intelligente camera 1000 Visionsysteem 2000 Gesloten versus open systemen Lens 200 Belichtingsapparatuur pm

23 Camera en lenzen

24 Camera keuze Web cams Medium tech High tech Prijs Kwaliteit Resolutiee Frames per seconde Specials: Peltier koeling Beeldversterkers

25 Area scan camera

26 Line scan camera

27 Intelligente camera

28 Sensor type CCD CMOS Infra rood Röntgen Radar Geluid MRI Radio telescoop (astronomie)

29 Sensor: array van pixels Resolutie: Aantal pixel: breedte x hoogte Voorbeelden: 640 x 480, 800 x 600, 1280 x 1024, etc Beelden per seconde: Voorbeelden: 5 tot 200 Diagonaal chip is de maat size: Voorbeelden: 1/3, 1/2, 2/3 en 1 Belangrijk ivm keuze lens (vignettering)

30 Vignettering

31 Sensor: array van pixels Pixel grootte Belangrijk ivm licht gevoeligheid Voorbeelden: 3 tot 12 µm Vierkant: belangrijk bij grootte metingen Pixel diepte (dynamisch bereik) Aantal grijswaarden 8 bits = 256 (vaak voldoende) 10 bits = bits = 4096 Spectrale gevoeligheid

32 Kleuren sensor 1 chip Patroon met filters en interpolatie Minder scherp dan vergelijkbare grijswaarden camera 3 chips Duurder Minder schokbestendig

33 Raw format Beeld is grijswaarden plaatje met ruwe kleuren sensor informatie

34 Sensor: CCD versus CMOS CCD Betere signaal / ruis verhouding beter bruikbaar in situaties met weinig licht CMOS Goedkoper Makkelijke integratie op chip niveau Pixel adresseerbaar Windowing Sub sampling en binning Hoog Dynamisch Bereik

35 Pixel addresseerbaar Windowing Deel van sensor oppervlakte -> meer beelden per seconde Meerdere windows in een opname Sub sampling and binning N bij N buurpixels worden gecombineerd tot 1 pixel image factor n kleiner -> meer beelden per seconde

36 Hoog Dynamisch Bereik

37 Sluiter Voorbeelden : 1/15.. 1/ seconde Mechanisch Elektronisch Globale sluiter Rollende sluiter problemen met snel bewegende objecten

38 Rollende sluiter Fokker Dr I, Stichting Vroege Vogels Lelystad

39 Standaarden voor digitale camera interfaces Camera Link en CoaXPress Hoogste performance Dure frame grabber en kabel FireWire (IEEE 1394a en 1394b) Beschikbaar op meeste moederborden PC s IIDC standaard DCAM DV is voor handy cams USB ((1), 2 en 3) USB 2 beschikbaar op meeste moederborden PC s GigE Vision en 10 GigE Vision Gigalink ethernet beschikbaar op meeste moederborden PC s

40 Standaarden voor digitale camera interfaces: vergelijking Standaard USB 2.0 Max Lengte 5 m Snelheid 480 Mb/s USB Mb/s 1394a (Firewire A) 1394b (Firewire B) Toekomst: 1394c (FireWire C) Camera Link Gigabit Ethernet (GigE) Toekomst: 10 Gigabit Ethernet (10 GigE) CoaxPress 4.5 m 4.5 m 10 m 100 m 100 m 100 m 400 Mb/s 800 Mb/s 3200 Mb/s 6120 Mb/s 1000 Mb/s Mb/s Mb/s De maximale lengte kan vergroot worden met repeaters De snelheid in fps hangt ook af van de overhead van het gebruikte protocol

41 Optiek

42 Belichting belangrijke succesfactor

43 Software Alles vanaf scratch zelf schrijven Herbruikbare bibliotheken met krachtige operatoren

44 Van alles vanaf scratch versus herbruikbare bibliotheken Reeksontwikkeling voor sinus en cosinus

45 Van alles vanaf scratch versus herbruikbare bibliotheken Convolution (src, dest, dividefactor, mask) {. } for (h = 1; h < height-1; h++) { for (w = 1; w < width-1; w++) { dest(w,h) = (mask(0,0) * src(w-1,h-1) + mask(0,1) * src(w,h-1) + mask(0,2) * src(w+1,h-1) + mask(1,0) * src(w-1,h) + mask(1,1) * src(w,h) + mask(1,2) * src(w+1,h) + mask(2,0) * src(w-1,h+1) + mask(2,1) * src(w,h+1) + mask(2,2) * src(w+1,h+1) ) / dividefactor; } // for w } // for h

46 Software Gebruik kunstmatige Intelligentie technieken, zoals bv patroonherkenningstechnieken Leer patronen Zoek patronen

47 Wat heb ik nodig om te starten? Software euro s Beeldverwerkingspakket Configureerbare bouwstenen Grafisch programmeren Scripts programmeren C(++) programmeren Koppeling met camera/framegrabber Aansturing actuatoren Integratie met andere (software) systemen

48 Wat heb ik nodig om te starten? Kennis Kennis nodig van: Camera s en lenzen Belichtingsapparatuur Algoritmen beeldverwerking Aansturing actuatoren Kennis waar vandaan? Leveranciers Cursussen Ontwikkelen prototype en systeemintegratie: Zelf ontwikkelen versus systeem Integrator

49 Overzicht NHL Kenniscentrum Computer Vision Voorbeelden van vision toepassingen Meerwaarden van Computer Vision Wat heb ik nodig om te starten? Toekomst Samenvatting Vragen

50 Toekomst Industriële automatisering Kwaliteitscontrole steeds belangrijker Afname van kosten Low budget computer vision systemen nu mogelijk Steeds meer toepassingen voor 3D en multi-spectraal Nieuwe sectoroverschrijdende toepassingen, bv Integrale veiligheid Smart farming Serious gaming Multimedia Zorg en welzijn

51 Overzicht NHL Kenniscentrum Computer Vision Voorbeelden van vision toepassingen Meerwaarden van Computer Vision Wat heb ik nodig om te starten? Toekomst Samenvatting Vragen

52 Wat heb ik nodig om te starten? Samenvatting Start kosten apparatuur worden steeds lager Low budget computer vision oplossingen zijn nu mogelijk Investering in kennis is noodzakelijk: Camera s en lenzen Belichtingsapparatuur Algoritmen beeldverwerking Aansturing actuatoren

53 Vragen? Voor meer informatie: Jaap van de Loosdrecht Coördinator Kenniscentrum Computer Vision NHL Hogeschool Rengerslaan 10, 8900 CB, Leeuwarden

Vergelijkbare documenten

RAAK ViaVote Symposium

RAAK ViaVote Symposium Computer Vision: Trends en ontwikkelingen 22 januari 2015 Jaap van de Loosdrecht Lector Computer Vision NHL Kenniscentrum Computer Vision Overzicht Wat is Computer Vision? NHL Kenniscentrum