Les cinq étapes d'un système de vision
Un système de vision fonctionne en cinq phases. Il s'agit de :
- l'acquisition
- le traitement
- l'analyse
- l'interprétation
- la communication
L'acquisition concerne l'extraction de l'image sous une forme numérique. Eclairages, optiques, caméras et cartes d'acquisition sont nécessaires pour cette étape. Il s'agit d'une étape importante car, bien réalisée, l'acquisition permet de simplifier les étapes de traitement et d'analyse.
Souvent appelé prétraitement, le traitement regroupe un esemble de techniques destinées à améliorer la qualité de l'image. Une première étape, appelée restauration, vise à corriger les déformations géométriques, provoquées par l'optique et à la caméra, et les variations d'éclairage. Une seconde étape, appelée amélioration, vise à réduire le bruit et à augmenter les caractéristiques de l'objet contenant les informations souhaitées.
L'analyse a pour but l'extraction de l'information caractéristique contenue dans une image. Elle recourt à diverses techniques telles que celles de segmentation (seuillage, détection de frontière, etc).
Sur base de caractéristiques extraites - telles que la taille et la position des défauts, la position des contours, la couleur des objets et leur orientation -, le système de vision peut réduire le nombre de données et ensuite, soit rapporter le résultat, soit prendre une décision. Suit alors une dernière étape, celle de communication.
Concevoir un système de vision
La conception des systèmes de vision ont été simplifiées suite à l'apparition sur le marché de systèmes de vision modulaires et d'outils de programmation visuelle intégrés.
Sept étapes doivent néanmoins être respectées :
- la définition du cahier des charges
- l'étude de faisabilité
- la conception de l'éclairage
- le choix du capteur
- la conception logicielle
- les tests
- la mise en production
La définition du cahier des charges permet de préciser les critères visuels, en traduisant les paramètres humains et physiques en normes et mesures. Les exigences de qualité seront ainsi quantifiées. Sur base du cahier des charges, il faut ensuite déterminer si l'application demandée est réalisable, compte tenu de l'environnement, de l'état de la technique et de l'investissement concédé.
L'éclairage est fondamental car il permet de fiabiliser et de simplifier les étapes de traitement et d'analyse. Ainsi, le choix du spectre permet d'optimiser le contraste dans les images en choisissant une couleur particulièrement révélatrice de l'objet. Mais d'autres paramètres interviennent : la puissance, la géométrie, etc.
Une fois conçu l'éclairage, le capteur peut être choisi. Trois grands critères interviennent : la nature du capteur (qui détermine sa sensibilité dans les différentes zones du spectre), son type (linéaire ou matriciel) et sa couleur (monochrome ou couleur).
Une fois ces quatre étapes achevées, le choix des algorithmes et leur implémentation peut être menée à bien. Cette étape peut inclure un prototypage sur site, permettant de travailler dans des conditions proches des conditions de production (éclairages notamment).
L'implémentation est suivie par une phase de tests, d'autant plus critique que l'applications influe sur le bon fonctionnement d'une chaîne de production, par exemple. Le processus se termine par la mise en production.
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