Metalik parçaların kusur tespitinde görüntü tonları kullanılarak doğrusallaştırma tabanlı karma bir yöntem geliştirilmesi

Nesnelerin veya sahnelerin üç boyutlu (3B) şekilleri kendilerine ait görüntü veya görüntülerden elde edilebilir. Görüntü tonlarından şekil elde etme (GTŞE) (shape from shading - SFS) yöntemleri şekil bilgisini elde etmek için görüntüdeki tonlama farklılıklarını kullanır. Bu tez çalışmasında, yansıma denkleminin doğrusallaştırılması tabanlı yöntemler sınıfına dayalı yüzey tahmini yapan karma bir GTŞE algoritması sunulmuştur. Geliştirilen karma algoritmada, gri seviye bir görüntünün merkezi gradyanlarını ve Fourier dönüşümlerini kullanarak iyi bir başlangıç yüzey bilgisi oluşturulmakta ve 3B şekil yinelemeli olarak elde edilmektedir. Karma algoritma, fonksiyonel olarak üretilen sentetik yüzeylere ve literatürde yer alan farklı veri setlerine uygulanmıştır. Oluşturulan yüzeyler aynı görüntüler için diğer doğrusallaştırma tabanlı algoritmaların sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Algoritmaların ürettikleri derinlik haritaları ve bunlara karşılık gelen gri seviye görüntüleri literatürdeki beş farklı metrik kullanılarak değerlendirilmiştir. Sonuçlar tablo haline getirilmiş ve grafiksel olarak detaylı bir şekilde görselleştirilmiştir. Kullanılan algoritmaların hesaplama süreleri karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre önerilen algoritma tahmin edilen şekillerin yüzeylerindeki bozulmaları önlemekte ve düşük parametrelerde daha iyi sonuçlar üretmektedir. Bu tez çalışmasının bir sonraki aşamasında ise geliştirilen GTŞE algoritması küçük metalik parçaların kalite kontrolüne uygulanmıştır. Metal parçaların görüntülerinin elde edilmesi için proje kapsamında bir görüntü alma sistemi gerçekleştirilmiş ve parça görüntüleri üzerinde GTŞE yöntemi uygulanmasıyla şekil bilgileri elde edilmiştir. Ardından ön işleme adımları ve morfolojik yöntemler yardımıyla bu şekil bilgisinden yüzeyin kusurlu bölgeleri tespit edilerek geliştirilen bir arayüz yardımıyla gerçek zamanlı gösterimi sağlanmıştır. Son olarak ise GTŞE yöntemlerinin temel problemlerinden olan yüzey yönelimi belirsizliğine 3B modelleme ortamında bir çözüm önerisi sunulmuştur. Farklı yönlerden üç farklı renk bandında aydınlatılan yüzey üzerinde oluşan renk desenleri algoritmik olarak işlenmiş ve yüzey bölgelerinin yönelimleri hakkında yorum yapılmıştır. Literatürdeki beş farklı GTŞE yönteminin geliştirilen algoritma yardımıyla daha doğru yüzey tahmini yaptığı detaylı bir şekilde gösterilmiştir.