fırat üniversitesi örüntü tanıma sistemleri ders notu
hazırlayan : yrd.doç.dr. ibrahim türkoğlu 53 sayfa
içindekiler
1. giriş
2. örüntü tanıma
3. örüntü tanıma sistemlerinin bileşenleri
4. örüntü tanıma uygulamaları
5. örüntü tanıma sistemi geliştirme
6. kaynaklar
---------
1. GİRİŞ
İnsanların günlük yaşamında, belirli bir sesi veya görüntüyü tanımak için kullandıkları
kuralları tanımlamak mümkün değildir. İnsanların pratikte karşılaştıkları bu örüntü tanıma
olaylarını, makina tabanlı örüntü tanıma uygulamalarında belirli kriterlere oturtmak
mümkündür. Bunun için, örüntülerin bir birinden bağımsız ve belirli karakteristik
niteliklerinin elde edilmesi özellik çıkarım süreci ile gerçekleştirilir. Bu özellikler bir
sınıflandırıcıya verilerek her bir örüntü belirli sınıflara ayrıştırılıp tanımlama yapılır.
1.1. Robot Görmesi
Görme duyusu, insanın sahip olduğu en önemli algılama sistemidir. Öyle ki, insan
gözünün çok kısa bir süre için açılıp kapanması esnasında, görme organının çevreyle ilgili
olarak insana kazandıracağı bilgi oldukça fazladır. Görme işlemi, kişinin dikkatini çeken
görüntülerin dışında, çevre hakkında birçok önemli görüntüyü de yansıtır. Bu ise, yapay
görme sistemlerinde, algılama cihazlarının ne kadar karmaşık olacağını gösterir.
Robot görmesi, üç boyutlu dünyadan elde edilen görüntülerin verdiği bilgileri
yorumlamak ve karakterize etmek şeklinde tanımlanabilir. Robot görmesi, araştırmalarının
amacı, fiziksel bir ortamda çalışan robotlar için önceden tahmin edilemeyen olaylar karşısında
görsel duyu teknolojisini geliştirmektir. Görme işlemi, robotun icra ettiği pek çok iş için,
çevre hakkında bilgi aldığı en önemli kaynaktır. Çevresindeki nesne örüntülerini tanıması, bu
nesneler arasında belirgin ilişkileri öğrenmesi ve duruma uygun cevap vermesi, çoğu robot
çalışmalarının temelinde yatmaktadır.
Robot görme sistemleri tasarımında en önemli faktörler maliyet, gerçek zamanda
çalışma, esneklik ve güvenilirliktir. Endüstride kullanılan robot görme sistemleri uygun bir
maliyette ve karşılaştırılabilir işler için insan gücünden daha ucuz olmalıdırlar. Gerçek zaman
çalışmalarının insan çalışanlar ile yarışması gerekir, bu ise bir dakika veya daha az zamanda
bir görüntüyü işleyebilen bir görüntü işleme sistemi gerektirir.
Son yıllarda elektronik teknolojisindeki baş döndürücü gelişmeye paralel olarak robot
görmesi alanında da önemli gelişmeler kaydedilmiştir. Özellikle kontrollü çalışma alanları
içinde, belirli bir amaca yönelik uygulamalarda robot görmesi başarı ile uygulanabilmektedir.
Şekil 1.1.de bir robot kolunun görsel algılama sistemi yardımıyla bir üretim hattı üzerinden
parçaları alışı gösterilmektedir. Bu sistem, günümüzdeki robot görmesi uygulamalarına tipik
bir örnektir. Henüz genel amaçlı görme sistemlerinin gerçekleşmesi uzak bir hedef olarak
kalmakla birlikte, böyle sınırlı uygulamalardan cesaret verici sonuçlar alınmaktadır. Özel
Yrd.Doç.Dr. İbrahim Türkoğlu; Fırat Üniversitesi, Elektronik ve Bilgisayar Eğitimi Bölümü – 2003 4
amaçlı robot görmelerinin, genel amaçlı robot görme sistemlerine dönüştürülmesindeki temel
güçlük, işlenecek verilerin büyük boyutlara varmasından ve bu verilerden görüntüye ait
sembolik tanımların elde edilmesi için bir hayli zamana ihtiyaç duyulmasından
kaynaklanmaktadır.
Şekil1.1. Robot görmesi ile üretim hattında çalışan robot kolu.
Şekil 1.1.de, üretim hattı üzerindeki cisimler, tavandaki bir kameranın önünden
geçmektedir. Bu uygulamada sembolik tanımın; nesne örüntülerinin tanıması, konumlarına ve
doğrultularına ait sınırlı sayıda bilgi vermesi, yeterli olacaktır. Nesnelerin diğer özelliklerine,
renk vb. ait görsel bilgilere bu uygulamada yer yoktur ve sembolik tanımın bunları içermesi
gerekmemektedir.
Robot görmesi aşağıdaki araştırma alanlarına yakından bağlıdır;
• Görüntü işleme
• Örüntü tanıma
• Sahne analizi
Görüntü işleme, algılanan görüntüden yeni bir görüntü elde edilmesi ile ilgilidir. Örüntü
tanıma, görüntülerden cisimlerin tanınması amacıyla bilgiler çıkarılmasına yönelik bir
çalışma alanıdır. Sahne analizi ise, görüntüden alınan bilgilerin yapılacak iş için gerekli
biçime dönüştürülmesi ile ilgilidir.
1.2. Bilgisayar Görmesi
