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PROCESAMIENTO DE IMÁGENES: CONSEJOS ÚTILES Recopilación Parte2

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Sistema de Vision Keyence

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PROCESAMIENTO DE IMÁGENES: CONSEJOS ÚTILESRecopilación� Parte�2

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2 3

PROCESAMIENTO�DE�IMÁGENES:�CONSEJOS�ÚTILES

Color

01 ¿Qué�es�color? 04

02 Tres�colores�primarios 04

03 Tres�propiedades�del�color 05

04 Colores�complementarios 06

05 Relación�entre�la�longitud�de�onda�y�el�color 07

06 Características�de�sensibilidad�(Características�espectrales) 07

Comunicación (RS-232C)

07 ¿Qué�es�RS-232C? 08

08 Parámetros�ajustables�en�RS-232C 08

09 Velocidad�de�comunicación 09

10 Perfil�de�especificaciones�de�comunicación 10

11 Saludo�(Handshake) 10

12 Protocolo�de�comunicación�y�secuencia�de�comandos 11

Page 3: Cv Image Tips Compi2 Kmx

2 3

Recopilación�Parte�2

Preprocesamiento

13 ¿Qué�es�el�preprocesamiento? 12

14 Área�de�procesamiento�del�filtro 12

15 Coeficientes�de�filtro 12

16 Filtros�típicos 13

17 Otros�preprocesamientos 15

Comunicación (Ethernet)

18 ¿Qué�es�Ethernet? 16

19 Puerta�de�enlace�predeterminada 17

20 Cable�de�comunicación�Ethernet 17

21 Dirección�IP 18

22 UDP�(User�Datagram�Protocol) 18

23 Aplicaciones�de�comunicación�Ethernet�en�el�procesamiento�de�imágenes 18

Page 4: Cv Image Tips Compi2 Kmx

4 5

B+RM (Magenta)

G+BC (Cian)

R (Rojo)

G (Verde)B (Azul)

R+GY (Amarillo)

R+G+BW (Blanco)

¿Cómo reconocen los ojos humanos y las cámaras el color?

Este documento explica conceptos importantes acerca del color, que afectan el procesamiento de

imágenes.

01 ¿Qué es color?Todos los objetos tienen color. Sin embargo, para distinguir este color, son esenciales dos elementos

adicionales: luz y un ojo que pueda reconocer dicho color. En resumen, el color es un estímulo visual

percibido, específicamente, luz reflejada por un objeto, recibida a través del ojo y transmitida al cerebro.

02 Tres colores primariosEl color se define en base a tres colores primarios. Estos colores primarios son coloraciones que no pueden

ser producidos mediante la mezcla de otros colores.

Los tres colores primarios son la fuente de todos los demás colores.

La diferencia entre RGB y CMYLos tres colores primarios de luz son el rojo, el verde y el azul. Tomando la primera letra del nombre (en

inglés) de cada color, los tres colores primarios de luz se denominan colectivamente “RGB”. Si se mezclan

estos tres colores de luz, se produce el blanco.

Por otra parte, los tres colores primarios de pigmento son el cian, el magenta y el amarillo, que se conocen

colectivamente como CMY, por las primeras letras de éstos (en inglés). Mezclando los tres colores de

pigmento, se obtiene cualquier tono y/o matiz entre (e incluyendo) el blanco y el negro, en función de la

luminosidad de los pigmentos introducidos.

Visión (Ojo)

Luz

Objeto

Luz reflejada

Fuente de luz

Cerebro

Y (Amarillo)

C (Cian)M (Magenta)

Y+C+MBk (Negro)M+Y R (Rojo)

Y+C

C+M

G (Verde)

B (Azul)

Tres colores primarios de luz Tres colores primarios de pigmento

PROCESAMIENTO�DE�IMÁGENES:�CONSEJOS�ÚTILES

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4 5

03 Tres propiedades del colorEl color puede definirse utilizando varios esquemas diferentes, uno de ellos es mediante los tres atributos del

color: tono, saturación y luminosidad (brillo). Cada color individual puede identificarse mediante estos

atributos.

TonoLos colores se pueden clasificar en un grupo de colores

cromáticos, es decir, que presentan tono, y otro de colores

acromáticos (blanco, negro, grises puros), aquellos carentes de

tonalidad.

La variación en la tonalidad (roja, azul y amarilla) de los colores

cromáticos se denomina “tono”.

Los tonos principales incluyen el rojo, amarillo, verde, azul y

morado. El arreglo circular de tonos, en base al espectro de los

colores focalizado en éstos, se conoce como “círculo

cromático”. Utilizando un círculo cromático, se pueden generar

colores intermedios y complementarios.

SaturaciónLa saturación es el nivel de intensidad de un color e indica su pureza cromática. Un color intenso, altamente

cromático, se describe como saturado, mientras que un color pastel, menos cromático, se designa como

“desaturado”.

Los colores más saturados son los “colores puros”, mientras que los menos saturados (colores sin

intensidad) son colores neutros.

A BColor rojizo Color azulado

Círculo cromático

Saturado(Altamente cromático)

Desaturado(Menos

cromático)

La proporción de amarillo se reduce por la cantidad de gris

1 2

Si se añade gris…

Color

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6 7

LuminosidadLuminosidad (también llamada “Brillo”) representa la claridad u obscuridad del color. Tanto los colores

cromáticos como los acromáticos poseen luminosidad.

Los colores luminosos se describen como “claros”, mientras que los poco luminosos como “obscuros”.

El color más claro es el blanco y el más obscuro el negro; esto aplica tanto al grupo de colores cromáticos,

como al de acromáticos. En otras palabras, la luminosidad de un color cromático puede expresarse por el

nivel de color neutro, correspondiente a esa luminosidad.

04 Colores complementariosLos colores complementarios son un par de colores, situados cada uno en el lado opuesto del círculo

cromático, tales como el rojo y el verde, o el azul y el naranja.

La mezcla de colores complementarios produce un color neutro. Cuando se mezclan colores

complementarios de pigmento (mezcla substractiva de colores), se obtiene el negro. Cuando se mezclan

colores complementarios de luz (mezcla aditiva de colores), se obtiene el blanco.

Los colores complementarios son dos colores en lados opuestos del círculo cromáticoLos dos colores, directamente opuestos entre sí en el círculo cromático, se llaman

“colores complementarios físicos”. Además de los “colores complementarios físicos”,

existen los “colores complementarios psicológicos”, que son aquellos que aparecen

como una imagen posterior, causada por el sistema visual del ojo. Por ejemplo, si

mira fijamente un color rojo por un período prolongado de tiempo y luego mira algo

blanco, ‘verá’ una imagen tenue de color cian.

9.5

Alt

aB

aja

8.5

7.5

6.5

5.5

4.5

3.5

2.5

1.5La luminosidad de un color cromático se representa con el valor del gris correspondiente a la misma luminosidad.

Lum

inos

idad

Círculo cromático

PROCESAMIENTO�DE�IMÁGENES:�CONSEJOS�ÚTILES

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6 7

05 Relación entre la longitud de onda y el colorCuando la luz natural se divide con un prisma, la luz ‘blanca’

aparece como siete colores diferentes de luz. La diferencia del

color de la luz depende de su longitud de onda. Conforme

aumenta la longitud de onda, el color cambia de violeta a azul,

luego al verde y amarillo, y finalmente al rojo. La longitud de

onda de cada color se muestra a continuación.

06 Características de sensibilidad (Características espectrales)

Las longitudes de onda luminosas, a las que una cámara o sensor de imagen puede responder, están

definidas por sus características de sensibilidad espectral.

Por ejemplo, el ojo humano es sensible a la luz con longitudes de onda entre los 380 y 760 nm, con un pico a

los 560 nm. Esto indica que el ojo humano es más sensible al color verde, el cual se encuentra en el centro

del espectro visible.

En general, las cámaras CCD se fabrican en base a las características de sensibilidad del ojo humano.

También hay cámaras CCD con características de sensibilidad aptas para detectar la luz ultravioleta y la

infrarroja.

Violeta 400 a 435 nm

Azul 435 a 480 nm

Azul verdoso 480 a 490 nm

Verde azulado 490 a 500 nm

Verde 500 a 560 nm

Verde amarillento 560 a 580 nm

Amarillo 580 a 595 nm

Naranja 595 a 610 nm

Rojo 610 a 750 nm

Rojo violáceo 750 a 800 nm

nm = nanómetro

Cuando la luz natural pasa a través de un

prisma, el índice de refracción de la luz

cercana al violeta es mayor que el índice

de la luz cercana al rojo. Es decir, entre

menor sea la longitud de onda de la luz,

mayor será su índice de refracción.

Luz visibleLuzinvisible

Luzinvisible

Luzultravioleta Violeta Azul Azul verdoso Verde azulado Verde Verde amarillento Amarillo Naranja Rojo

Luzinfrarroja

380 430 480 490 500 560 580 595 650 780

(Unidad: nm)

Luz natural

Índice de refracción

Imagen del índice de refracción óptica (luz natural)

Prisma Máx

Mín

La figura muestra un ejemplo de las características de sensibilidad de una cámara CCD, si 560 nm, la longitud de onda a la que el ojo humano es más sensible, es ‘1’.Aquí, se puede apreciar que el azul (460 nm) aparece aproximadamente 1.3 veces más luminoso que el rojo (660 nm).

400 500 600 700 800 900 1000

Longitud de onda (nm)

1.0

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0

El azul aparece más luminoso que el rojo

Car

acte

ríst

icas

de

sens

ibili

dad

espe

ctra

l

Color

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8 9

RS-232C es un método de comunicación utilizado para transmitir el resultado del procesamiento de

imágenes o para controlar un instrumento de procesamiento de imágenes desde una PC o PLC. A

continuación se describen los detalles de la comunicación RS-232C.

07 ¿Qué es RS-232C?Protocolo de comunicación para transmisión de tipo serialRS-232C es un tipo de transmisión en serie para la comunicación entre computadoras (o PLCs) y sensores u

otros dispositivos periféricos. Otro tipo de protocolo de comunicación en serie es el USB. Este tipo

generalmente viene incorporado en las computadoras personales.

RS-232C es una abreviatura de “Recommended Standard 232 version C”. Se trata de una designación del

protocolo de comunicación utilizado para transmitir señales digitales estandarizado por Electronic Industries

Alliance (EIA) en los Estados Unidos. La velocidad máxima de comunicación es de 115.2 kbps.

Existen dos tipos de transmisión de señales digitales: En paralelo y en serie.

El primero transmite datos de 8 ó 16 bits simultáneamente a través de varias líneas. El último transmite un bit

de datos a la vez a través de dos líneas, una para el envío y otra para la recepción. Por consiguiente, la

transmisión en paralelo es notablemente más rápida en términos de velocidad de comunicación.

Sin embargo, la transmisión en paralelo implica un cableado complicado. La transmisión en serie es más

lenta en términos de velocidad de comunicación, pero el cableado es mucho más simple.

En la actualidad, la transmisión paralela se utiliza para transmitir señales dentro de un dispositivo, como la

interna dentro de una computadora; y la transmisión en serie se utiliza para transmitir datos entre

dispositivos.

08 Parámetros ajustables en RS-232CEspecificaciones de comunicación RS-232CLa comunicación RS-232C requiere ajustar las siguientes especificaciones.

Especificaciones Descripción del ajuste

Velocidad en baudios Número de bits transmitidos en un segundo

Longitud del dato en bits Número de bits del dato

Control de paridad Ajuste para detectar errores de comunicación

Longitud de bits de parada Número de bits de parada

Delimitador del dato Símbolo utilizado para separar los datos

Cable de comunicación RS-232CExisten dos tipos de cables de comunicación RS-232C: Tipo recto y tipo cruzado. En general, el tipo recto se

utiliza para interconectar una computadora (o PLC) con dispositivos periféricos (incluyendo sensores). Un

tipo cruzado se utiliza para conectar computadoras.

La manera más común para distinguir entre estos dos tipos de cable es que el recto tiene “conectores

macho y hembra” en los extremos; y el de tipo cruzado presenta “conectores hembra” en ambos extremos.

La longitud máxima de un cable de comunicación RS-232C es de 15 m 49.21'.

Extremo terminal RS-232C (D-sub de 25 pines) Extremo terminal RS-232C (D-sub de 9 pines)

1 13

14 25

1

6

5

9

PROCESAMIENTO�DE�IMÁGENES:�CONSEJOS�ÚTILES

Page 9: Cv Image Tips Compi2 Kmx

8 9

<Para conectar un instrumento de procesamiento de imágenes y una PC>

<Para conectar un instrumento de procesamiento de imágenes y una unidad de enlace PLC>

Cambiador de géneroCuando una PC (o PLC) y un dispositivo periférico se conectan con más de un cable para aumentar la

longitud, se utiliza un “adaptador de extensión” para conectar los cables.

Normalmente, el conector RS-232C del dispositivo es “hembra” y los conectores a ambos extremos del cable

son “machos”.

Por lo tanto, para conectar dos cables es necesario un cambiador de género “hembra-a-hembra” (dispositivo

para cambiar entre macho y hembra).

09 Velocidad de comunicaciónVelocidad en baudios y bpsAunque, tanto la velocidad en baudios, como en bps (bits por segundo), se utilizan como unidad de

transmisión de señales digitales, la velocidad en baudios no es igual a la de bps. La velocidad de

transmisión en baudios es una unidad que expresa el número de acciones de modulación/demodulación que

un módem u otro dispositivo puede hacer en un segundo. Por otro lado, bps es una unidad que expresa la

cantidad de señales que pueden ser transmitidas en un segundo.

La unidad para expresar la velocidad de comunicación es bps.

Por ejemplo, cuando un módem puede hacer 2400 acciones de modulación/demodulación en un segundo y

puede transmitir una señal de 2 bits en una modulación/demodulación, su velocidad en baudios es de 2400

y la velocidad de comunicación es de 4800 bps.

Cable de comunicación RS-232CTipo recto

Cable de comunicación RS-232CTipo recto

PC

Unidad de enlace PLC

Para establecer comunicación RS-232C entre un instrumento de procesamiento de imágenes y un PLC, conecte un cable “tipo recto” de comunicación a la “unidad de enlace PLC”.

Cambiador de género para convertir de D-sub 9 pines hembra a D-sub 9 pines hembra

XG-7000

XG-7000

Comunicación�(RS-232C)

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10 11

10 Perfil de especificaciones de comunicaciónLa comunicación RS-232C comienza con un bit de inicio y presenta otros elementos en orden de bits de

datos, un bit de paridad y un bit de parada. Un byte de señal se puede enviar en este proceso.

Bit de inicioEste bit notifica que la comunicación comienza a partir de allí. El bit de inicio siempre se fija en 0 (cero).

Bits de datosLos bits de datos normalmente consisten de 7 u 8 bits. El número de bits se pueden especificar como se

desee.

Bit de paridadEste bit se utiliza para comprobar si los datos enviados son correctos o no. El ajuste puede seleccionarse

como “Impar”, “Par” o “Ninguna”.

Bit de paradaEste bit notifica que un byte de la comunicación ha terminado. Un (1) se envía siempre como un bit de

parada.

DelimitadorPara enviar un comando de comunicación desde el puerto RS-232C de una PC (o PLC), es necesario

establecer un símbolo que separe los comandos, de la PC (o PLC) y los dispositivos periféricos. Este símbolo

de separación se denomina delimitador. En la mayoría de los casos se utiliza “CR (Carriage Return/retorno de

carro)” o “CR + LF (Carriage Return/retorno de carro + Line Feed/salto de línea)”.

11 Saludo (Handshake)Para que sea posible la comunicación tipo RS-232C, los terminales en ambos lados de envío y recepción

deben leer/escribir las señales a la misma velocidad de la comunicación. Por tanto, si el procesamiento de la

señal en el lado del receptor se retrasa, las señales enviadas pueden perderse. El saludo es un mecanismo

para evitar este problema, en el cual las terminales en ambos lados confirman el estado de la comunicación

de la otra. Si el procesamiento en la terminal receptora se retrasa, el emisor detiene temporalmente el envío

de señales y lo reanuda cuando el receptor puede aceptar señales nuevamente.

Hay tres tipos de saludo: Handshake de hardware, de software y Xmodem.

Bit de inicio

Bit de paridad

Bit de parada

Bits de datos

t

PROCESAMIENTO�DE�IMÁGENES:�CONSEJOS�ÚTILES

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10 11

12 Protocolo de comunicación y secuencia de comandosLos protocolos de comunicación son las “convenciones” o “procedimientos” que se utilizan cuando una PC

(o PLC) se comunica con los dispositivos periféricos.

Archivo de definición de módemSe describe la configuración del módem utilizada para la comunicación RS-232C. Utilizando el archivo que

contiene la definición se hace posible una comunicación fluida.

Comando de comunicaciónLos comandos para ejecutar la comunicación a través del puerto RS-232C.

Secuencia de comandos (Script)Una serie de comandos que se utilizan cuando la comunicación se realiza a través del puerto

RS-232C. Un script está escrito en un lenguaje más sencillo que los lenguajes de programación.

Lenguaje de escaleraUn lenguaje de programación utilizado para escribir un circuito lógico utilizado por un PLC. Debido a que el

programa está escrito sobre la base de dos carriles y peldaños entre estos, al programa escrito se le

denomina “diagrama de escalera”. Este lenguaje de programación ofrece relaciones visualmente

reconocibles entre las condiciones de entrada y las salidas.

Ejemplo de escalera: “Circuito Y” que activa el relé de salida 500, cuando los dos relés de entrada 000 y 001

están en ON

000 001 500

Comunicación�(RS-232C)

Page 12: Cv Image Tips Compi2 Kmx

12 13

Para facilitar inspecciones estables al utilizar tecnología de procesamiento de imágenes,

es crucial minimizar el ruido en las mismas.

Este folleto presenta filtros de preprocesamiento que reducen el ruido, que no es posible eliminar con

sólo mejorar las condiciones ópticas.

13 ¿Qué es el preprocesamiento?Para llevar a cabo inspecciones o mediciones de calidad con el procesamiento de imágenes, es esencial

obtener primero imágenes con una calidad lo suficientemente alta para dichos fines. Las imágenes

capturadas con una cámara simplemente no siempre son idóneas para estos fines, debido al tipo de fuente

de luz, material de la pieza de trabajo o el entorno en que se captan las imágenes, lo que puede ocasionar

inconsistencias en los resultados de la inspección.

Para evitar este problema, las imágenes capturadas se procesan (convierten) utilizando filtros de imagen, de

acuerdo con el uso previsto para las mismas.

Este procedimiento se conoce como

preprocesamiento de imágenes. El

preprocesamiento puede mejorar la claridad de

las imágenes capturadas, hacer que se

distingan mejor los elementos necesarios

(formas, colores, etc.) para la aplicación, o

eliminar componentes (ruido) no deseados.

Para el preprocesamiento con filtros, se utilizan

materiales tales como dispositivos de

procesamiento de imágenes y software de

retoque fotográfico de PC. Existen muchos tipos

de filtros diferentes, por lo que es importante

entender sus características para seleccionar el

filtro óptimo para cada aplicación.

14 Área de procesamiento del filtroCuando se procesa una imagen original con filtros, si es grande, puede requerir mucho tiempo para ser

procesada. Por esta razón, es importante delimitar las áreas a ser filtradas.

15 Coeficientes de filtroLos filtros típicamente utilizados para el preprocesamiento tienen

coeficientes de filtrado de “3 x 3”, “9 x 9”, “16 x 16”, etc. Al usar el tipo de

“3 x 3”, el más común, se toman los datos gráficos de 3 píxeles

horizontales por 3 verticales como referencia, y el filtro se aplica al píxel

del centro.

Por ejemplo, si una imagen está compuesta por 320 píxeles horizontales

por 240 verticales, la imagen se filtra 76,800 veces (320 x 240).

Ejemplo de preprocesamiento de imágenesLos filtros eliminan el ruido para ofrecer una imagen clara.

19

19

19

19

19

19

19

19

19

Ejemplo de coeficiente de filtroCoeficiente de filtro utilizado para promediar una imagen

PROCESAMIENTO�DE�IMÁGENES:�CONSEJOS�ÚTILES

Page 13: Cv Image Tips Compi2 Kmx

12 13

Al aplicar el coeficiente de filtro en la siguiente figura, se obtiene un valor de píxel preprocesado por cada

área de 3 x 3, multiplicando los valores respectivos de los nueve píxeles de la imagen original por 1/9, para

sumárlos luego todos juntos. La imagen filtrada se obtiene repitiendo este cálculo para cada área de 3 x 3,

desplazándose una columna a la vez.

Ejemplo del cálculo al aplicar el coeficiente de filtro

16 Filtros típicosLa siguiente sección presenta los principales filtros utilizados por lo general en el preprocesamiento de

imágenes. En las aplicaciones reales, el uso combinado de varios filtros para obtener imágenes que

satisfagan las necesidades de la aplicación, se ha convertido en la norma general.

Filtro de expansiónEste filtro elimina componentes de ruido (suciedad), indeseables para el procesamiento de imágenes. Sustituye

el valor del píxel central de un área de 3 × 3 píxeles, con el valor más alto de entre los nueve píxeles.

Al aplicar un filtro de expansión a una imagen monocromática, éste hará que los nueve píxeles de un área de

3 x 3 se tornen blancos, si cualquiera de los que rodean al píxel central es blanco.

Filtro de contracciónUn filtro de contracción también es efectivo

para eliminar componentes de ruido. A

diferencia del filtro de expansión, el de

contracción reemplaza el valor del píxel

central del área de 3 × 3 con el valor más

bajo de entre los nueve píxeles.

Al aplicar un filtro de expansión a una imagen

monocromática, éste hará que los nueve

píxeles de un área de 3 x 3 se tornen negros,

si cualquiera de los que rodean el píxel

central es negro.

ExpansiónSustituye el valor del píxel central con el valor máximo “9”.

2 5 9

3 5 3

0 1 2

2 5 9

3 9 3

0 1 2

2 5 9

3 0 3

0 1 2

ReduccíonSustituye el valor del píxel central con el valor mínimo “0”.

Valores de los píxeles

Se sustituye el valor de cada píxel con el promedio de los píxeles circundantes.

Operador

1 3 2

3 4 2

1 2 0

19

19

19

19

19

19

19

19

19

1 3 2 4 6 1

3 4 2 6 0 5

1 2 0 4 3 5

1 2 3 4 3 4

2 3 4 5 4 3

2 3 3 …

2 3 … …

2 3 … …

… … … …

×

Procesamientode filtro

Se multiplican los valores de píxel por 19

y se suma los valores obtenidos.

19

×1 + 19

×3 + 19

×2

+ 19

×3 + 19

×4 + 19

×2

+ 19

×1 + 19

×2 + 19

×0 = 2

Preprocesamiento

Page 14: Cv Image Tips Compi2 Kmx

14 15

Aun cuando se capturan componentes tales como ruido o suciedad, como parte de una imagen, un filtro de

expansión o contracción los puede eliminar para hacer la imagen más clara.

Filtro de promediaciónEl filtro mejora la calidad de la imagen al suavizar (atenuar) las sombras en ella. Saca un promedio de los

valores de los nueve píxeles incluyendo el del centro. El impacto de componentes de ruido se puede reducir

también suavizando la imagen. El filtro también ayuda a las mediciones de posición, tales como la detección

de bordes de piezas o la búsqueda de patrones.

Para proporcionar un suavizado más natural, se puede utilizar un filtro de promediación ponderado.

Filtro de mediaEl filtro ordena los valores de nueve píxeles, y le asigna luego al píxel central la mediana de todos como

nuevo valor. A diferencia del filtro de promediación, logra reducir los componentes de ruido sin difuminar la

imagen. El filtro es eficaz sobre todo para eliminar el ruido causado por píxeles de color e intensidad muy

diferentes a los de su área.

Imagen original Después de aplicar un filtro de expansión

Después de aplicar un filtro de contracción

Imagen original Promediación

Imagen original Media

Ejemplo de procesamiento de filtros

19

19

19

19

19

19

19

19

19

PROCESAMIENTO�DE�IMÁGENES:�CONSEJOS�ÚTILES

Page 15: Cv Image Tips Compi2 Kmx

14 15

Filtro de SobelEs un tipo de filtro muy efectivo para la extracción de

bordes. Resalta los bordes en imágenes de poco

contraste. Adicionalmente, hace que las imágenes

procesadas obtengan un aspecto más natural.

Además del filtro Sobel, existen otros filtros utilizados

para la extracción de bordes, incluyendo los filtros

Prewitt, Roberts y Laplaciano.

17 Otros preprocesamientos

Extracción de colorEs el procesamiento para extraer determinados elementos de una imagen a color.

Las señales de video a color se convierten en datos digitales cromáticos R (Rojo), G (verde) y B (Azul). La

extracción del color se realiza utilizando estos datos.

Este procesamiento binario convierte cada pixel en un pixel extraído o en uno no extraído. Por esta razón, el

proceso no sólo asegura una extracción estable, incluso para colores obscuros, sino también disminuye la

cantidad de datos de información de color a ser procesada, permitiendo eventualmente un procesamiento

posterior de alta velocidad.

Procesamiento en escala de grisesEl procesamiento en escala de grises, también conocido como procesamiento de escala de sombras, se

utiliza para obtener la información de escala de luminosidad de una imagen capturada con una cámara. Este

proceso divide la gradación de luminosidad de los píxeles en 8 bits (= 256 niveles) y utiliza toda esta

información de 256 niveles. Por lo tanto, este tratamiento aumenta significativamente la precisión en la

detección de piezas. Es muy útil en aplicaciones como la detección de piezas difíciles de detectar mediante

el procesamiento binario monocromático.

Imagen original Sobel

Ejemplo de extracción de colorSólo el elemento de color verde se extrae de la imagen original.

Preprocesamiento

Page 16: Cv Image Tips Compi2 Kmx

16 17

En las aplicaciones de procesamiento de imágenes, hay una creciente necesidad de almacenamiento

de datos, no sólo para los valores de medición, sino también para las imágenes. Estos datos se

comunican entre los dispositivos y controladores de procesamiento de imágenes para su

almacenamiento en memorias o discos duros. En la actualidad, Ethernet es lo más utilizado para esta

comunicación. Ethernet, que permite una comunicación más rápida que RS-232C y USB, es adecuado

para la transmisión de grandes volúmenes de datos, por lo que se estima que su uso sea cada vez más

generalizado.

18 ¿Qué es Ethernet?

Descripción general de EthernetPara los sistemas de control se utilizan muchos tipos diferentes de funciones de comunicación. Uno de ellos

es LAN (Local Area Network), una red de comunicaciones que conecta a un grupo de computadoras entre sí,

o a una computadora con otros dispositivos, tales como instrumentos de medición y sensores.

Una LAN es una red de comunicaciones utilizada dentro de un área relativamente limitada, como una oficina

o fábrica, y Ethernet está muy extendido como el estándar de comunicación para las LAN. En nuestra vida

diaria, Ethernet se usa para las conexiones de computadora a computadora o de PC a Internet.

Posicionamiento de Ethernet entre los estándares de comunicaciónLas formas de las redes de comunicaciones se dividen en líneas generales en dos grupos: comunicación por

cable y comunicación inalámbrica. Ethernet es una de las tecnologías de comunicación por cable. La red

Ethernet utiliza básicamente cables de metal. Sin embargo, en el estándar con una velocidad de

transferencia de 100Mbps, se utilizan cables de fibra óptica.

La comunicación por cable se clasifica además en comunicación en serie o en paralelo, de acuerdo al

número de hilos de transmisión. La comunicación en serie requiere de un solo hilo, mientras que la

comunicación en paralelo utiliza dos o más. Ethernet es un tipo de comunicación serial como USB y

IEEE1394 (FireWire).

Principales estándares de comunicación según su distancia de transmisión (por cable)

Distancia muy corta (PAN)

RS-232C, USB, SCSI, IEEE1394

Distancia corta (LAN)Distancia media (MAN)

Ethernet, PLC, RS-422

Distancia larga (WAN) FTTH, DSL

Estándares de comunicación clasificados por tipo de cable

Nº de hilos de transmisión

Comunicación en serie Comunicación en paralelo

Cable metálico Ethernet, USB, IEEE1394, RS-422 SCSI

Cable de fibra óptica FTTH, GbitEther

PROCESAMIENTO�DE�IMÁGENES:�CONSEJOS�ÚTILES

Page 17: Cv Image Tips Compi2 Kmx

16 17

PC BX.X.X.20

PC DZ.Z.Z.10

PC AX.X.X.10

PC CY.Y.Y.10

La puerta de enlace predeterminada es una “puerta” para conectar diferentes redes entre sí.

Servidor de puerta de enlace

predeterminado

Ambos extremos del cable de conexión directa.Los hilos están alineados en el mismo orden en ambos extremos (los colores asignados a los respectivos hilos permanecer en el mismo orden).

Cable cruzado

1 12 23 34 45 56 67 78 8

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Ambos extremos del cable cruzado.Los hilos están alineados en diferente orden en ambos extremos. (Los colores asignados a los respectivos hilos están invertidos de izquierda a derecha).

1 12 23 34 45 56 67 78 8

1 12 23 34 45 56 67 78 8

19 Puerta de enlace predeterminadaUna LAN es una red conformada por varias

computadoras y dispositivos periféricos que están

interconectados entre sí. En otras palabras, es una

red cerrada, ya que los dispositivos de la red, que

pueden comunicarse entre sí dentro de la misma, no

pueden conectarse a otras redes o Internet. Para

que los dispositivos se puedan comunicar con otras

redes, más allá de los límites de su propia LAN, el

dispositivo debe utilizar una puerta de enlace, lo que

significa una “entrada”. Entre éstas, una puerta de

enlaces predeterminada es una “puerta” típica que

se utiliza para la comunicación con redes externas.

Por lo general, un dispositivo llamado enrutador

juega el papel de puerta de enlace predeterminada.

20 Cable de comunicación EthernetEthernet utiliza un cable de comunicaciones llamado cable de par trenzado, que se conoce generalmente

como cable LAN. Existen, en términos generales, dos tipos de cables LAN: cable de conexión directa y

cable cruzado. Adicionalmente, las especificaciones del cable difieren en función de la velocidad de

transferencia y de la banda de transmisión. Al configurar una nueva red, es necesario seleccionar cables

LAN adecuados, de acuerdo a los tipos de dispositivos que se van a conectar entre sí y las condiciones de

comunicación. Para distinguir un cable de conexión directa de uno cruzado, compare los conectores

poniendo ambos extremos lado a lado. Si la alineación de los colores de los hilos es idéntica en ambos

conectores, es un cable directo.

Cable de conexión directa ...........................................................................................................................................

Es un cable LAN para conectar una computadora a un conmutador (como un concentrador), un

concentrador a un enrutador, y así sucesivamente.

Cable cruzado ..............................................................................................................................................................................

Un cable cruzado se utiliza principalmente para las siguientes conexiones: computadora a computadora,

concentrador a concentrador, enrutador a enrutador y computadora al enrutador.

Comunicación�(Ethernet)

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18

21 Dirección IP

Descripción general de la dirección IPLos dispositivos en una red Ethernet se comunican entre sí mediante un protocolo llamado TCP/IP. Lo mismo

ocurre con el acceso a Internet. En estas comunicaciones, cada computadora o dispositivo periférico se

reconoce por su dirección IP, que es un número de identificación asignado a cada dispositivo. La dirección

IP es única para cada dispositivo, y representa su ubicación en la red.

La dirección IP está formada por cuatro grupos de números del 0 al 255, por ejemplo “192.168.36.91”. En

una conexión a Internet, no pueden existir direcciones IP idénticas.

El número total de direcciones IP disponibles en la actualidad (IPv4) es de aproximadamente 4300 millones,

pero se espera que el mundo se quede sin direcciones IP disponibles IPv4 debido a la propagación mundial

de Internet. Para hacer frente a este problema, está en discusión actualmente el cambiar al protocolo IPv6

(340 billones x 1 billón x 1 billón de direcciones).

Dirección IP globalEntre las direcciones IP, una dirección IP global es una dirección única asignada a un dispositivo de

comunicación, como una computadora cuando se conecta a Internet. La dirección IP global se asigna a los

dispositivos que se conectan a una LAN y/o WAN (Wide Area Network).

Esto lo controlaba originalmente una organización llamada IANA (Internet Assigned Number Authority), pero

ahora el trabajo de control lo realiza la ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers).

Dirección IP privadaLa dirección IP global es necesaria para la conexión a Internet, mientras que una dirección IP privada es una

dirección asignada a un dispositivo dentro de una red LAN. El dispositivo utiliza la dirección IP privada para

la comunicación dentro de la LAN, pero cuando se accede a redes externas como Internet, la dirección IP

privada se convierte en su dirección IP global.

22 UDP (User Datagram Protocol)Esta es una parte del conjunto de protocolos TCP/IP, que representa un protocolo (procedimiento de

comunicación) utilizado con la IP que define una dirección de Internet.

Aunque UDP proporciona una gran velocidad de transferencia de datos, a veces pierde información durante

la transferencia, ya que no confirma si la transferencia de datos se realizó con éxito o no. Por esta razón, no

es adecuado para la transmisión de datos, que requiere alta fiabilidad. UDP se utiliza principalmente para la

transmisión de video y voz, donde la caída de algunos paquetes de datos no causa problemas graves.

23 Aplicaciones de comunicación Ethernet en el procesamiento de imágenesEn los últimos años la comunicación Ethernet se ha venido

utilizando de diversas maneras en el procesamiento de imágenes.

La aplicación de Ethernet no sólo se limita a la comunicación de

datos de medición entre dispositivos de procesamiento de

imágenes e instrumentos de control externo, tales como PCs o

PLCs, sino que hoy en día se utiliza para un número creciente de

otras aplicaciones, tales como la emisión de todas las imágenes

capturadas, incluyendo las NG a un servidor FTP o PC.

PROCESAMIENTO�DE�IMÁGENES:�CONSEJOS�ÚTILES

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