Librerías MIL

Las librerías MIL de Matrox llevan, desde su primera versión en 1993, siendo utilizadas para aplicaciones de visión artificial en sectores tales como semiconductores, automoción, farmacéutico, empaquetado, alimentación, cosmético, imagen médica, textil, cerámica, papel, máquina herramienta o seguridad.

MIL permite calibrar, mejorar y transformar imágenes, localizar objetos, extraer y medir características, hacer análisis de color, leer cadenas de caracteres, identificar y leer códigos 1D y 2D, entre otras funcionalidades.

Estas herramientas, probadas en numerosas aplicaciones durante años, se han desarrollado cuidadosamente para proporcionar un gran rendimiento y fiabilidad, siendo totalmente independientes de la plataforma hardware utilizada y del interfaz de captura usado. Los lenguajes de programación soportados son C, C++, C# y Visual Basic®, contando con una extensa ayuda y numerosos ejemplos.

Permite la captura de cualquier fuente de video, desde los estándares analógicos (CCIR, PAL, SD, HD) hasta los digitales como IEEE1394 (a y b), GigE Vision, Camera Link ó LVDS utilizando tarjetas con capacidades de procesamiento on-board si fuera preciso.

Herramientas de Análisis de Imagen

Reconocimiento de Patrones
MIL incluye dos herramientas para realizar reconocimiento de patrones: Pattern Matching y Geometric Model Finder (GMF). Se utilizan principalmente para detectar objetos complejos en la imagen en aplicaciones de clasificación, detección de defectos o guiado de robots.

Geometric Model Finder (GMF) está basado en una técnica patentada que usa características geométricas para encontrar objetos. Encuentra de manera rápida y fiable múltiples patrones con múltiples ocurrencias soportando traslación, rotación y escalado con precisión sub-pixel. GMF encuentra un objeto al que le falta una parte y sigue funcionando aun cuando hay cambios de iluminación no uniformes, con lo cual la exigencia en la iluminación es mucho menor.

Pattern Matching se basa en correlación normalizada en escala de grises (NGC), una técnica clásica que encuentra patrones buscando una distribución espacial en intensidad similar. Esta herramienta permite una búsqueda muy rápida y fiable, incluyendo múltiples ocurrencias, soportando translación y ligera rotarión, con precisión sub-pixel. Los patrones a buscar pueden ser introducidos automáticamente, pudiendo ajustar los parámetros de búsqueda para perfeccionar el resultado.

Extracción y análisis de características
En MIL podemos encontrar dos módulos de análisis de imagen: Blob Analysis y Edge Finder. Estas herramientas se utilizan para identificar y medir características básicas con lo que se  determina la presencia y localización de objetos, y también para poder realizar un análisis posterior de los mismos.
 
Blob Analysis trabaja con imágenes binarias segmentadas donde los objetos se separan previamente del fondo y entre ellos. Puede identificar más de 50 características binarias y en escala de grises, que pueden ser usadas para clasificar y seleccionar blobs. También reconstruye y une blobs, lo cual es útil cuando se trabaja con blobs que no están en una misma imagen.
 
Edge Finder utiliza una tecnología basada en gradientes para calcular contornos en imágenes color o monocromo midiendo más de 50 características con precisión sub-pixel. El método de extracción de bordes puede ajustarse para obtener mejores resultados.

Medición 1D,2D y Análisis de Color
MIL ofrece dos módulos para medida: Metrology y Measurement. Su campo de aplicación principal es el control de calidad en la industria.
 
Metrology realiza dimensionado geométrico en 2D y medidas con tolerancias dadas. Definiendo una serie de características geométricas (segmentos, arcos, círculos…) valida tolerancias basadas en dimensiones, posiciones y formas de características geométricas. Su efectividad se mantiene incluso con cambios de iluminación no homogéneos. Las medidas esperadas, las características a medir y las tolerancias dadas se introducen en una plantilla, y pueden ser sustituidas fácilmente usando los resultados de otros módulos de localización. Esto junto con la herramienta de Calibración permite que las medidas sean independientes de la posición de la cámara.
 
Measurement usa la proyección de la intensidad de la imagen para localizar y medir rápidamente bordes o bandas dentro de una región rectangular definida.
 
Color Analysis resuelve aplicaciones de distancia de color, proyección, color matching y conversión. La distancia de color revela las diferencias de color existentes entre 2 imágenes, mientras que la proyección separada las características de una imagen basadas en su color, lo que permite su análisis posterior en escala de grises. Color matching se usa para identificar objetos en función de su color.

Lectura de caracteres
MIL contiene dos módulos para reconocer caracteres: OCR y String Reader.
 
OCR lee rápidamente caracteres incluidos en una plantilla en entornos con iluminación controlada, el entorno industrial es su campo de aplicación principal.

String Reader se basa en una técnica sofisticada que usa características geométricas para encontrar cadenas de caracteres de múltiples fuentes y formatos distintos. Soporta cambios en el ángulo de los caracteres, razón de aspecto, cambio de escala y contraste inverso (caracteres claros sobre fondo oscuro) . Puede encontrar múltiples cadenas y cadenas con varias líneas. Las fuentes pueden ser estándar o definidas manualmente por el usuario, pudiendo introducir reglas gramaticales para aumentar la tasa de aciertos.
Soporta grandes cambios de iluminación, con lo que su uso es idóneo para aplicaciones de Lectura de Matrículas, además del ámbito industrial.

Lectura de códigos 1D y 2D (códigos de barra y matriciales)
El módulo Code Reader de MIL localiza y lee todo tipo de códigos 1D y 2D, aun estando rotados, escalados, degradados o con malas condiciones de iluminación. Además lee múltiples códigos a la vez y puede devolver la orientación, posición o tamaño.

Composición de imagenes
MIL incluye la herramienta Registration, utilizada para componer un frame con varias imágenes tomadas desde diferentes cámaras. Tiene en cuenta no sólo traslación, sino también perspectiva y escala. Realiza el alineamiento entre imágenes con precisión sub-pixel y soporta cambios puntuales en contraste e intensidad.

Calibración 2D
Calibrar imágenes es un requisito imprescindible en muchas aplicaciones de Visión Artificial. La utilidad incluida en MIL permite una herramienta de calibración 2D para convertir resultados (por ejemplo posiciones y medidas) desde pixels a unidades en el mundo real y viceversa. Compensa resultados obtenidos con distorsiones de perspectiva causadas por la lente. La calibración se lleva a cabo utilizando una imagen de una rejilla o una lista de puntos conocidos.

Calibración y reconstrucción 3D
Como novedad en la versión 9.0, MIL presenta un módulo para calibrar y reconstruir objetos en 3D. Permite de manera precisa localizar objetos y medir características en un espacio 3D. Para aplicaciones de guiado de robots y control de calidad por perfil láser.

Compresión/Descompresión
MIL permite compresión/descompresión de imágenes para optimizar su almacenamiento y transmisión. Soporta los estándares JPEG y JPEG2000 en modo tanto con pérdidas como sin pérdidas. Los parámetros de compresión se pueden ajustar de manera que se alcance el ratio de compresión más adecuado.

Preprocesamiento de imagen
Con objeto de preparar la imagen de manera óptima para realizar un análisis sobre ella, MIL cuenta con un completo conjunto de funciones para mejorar y transformar imágenes. Incluye operaciones aritméticas, interpolación Bayer, conversiones en espacio de color, desentrelazado, filtrado espacial y temporal, transformaciones geométricas, histogramas, LUT (Look up table), morfología, segmentación y umbralización.

Prototipado

Inspector
MIL cuenta con una serie de herramientas interactivas que ayudan de manera decisiva a decidir rápidamente la viabilidad de una aplicación. Inspector es una aplicación para Windows ® con un interfaz muy sencillo que permite sin necesidad de programar acceder a toda la funcionalidad MIL, incluyendo captura, procesamiento, análisis y almacenamiento de imagen.
Además de mostrar imágenes, Inspector presenta los resultados del análisis de imagen en tablas y gráficos, lo que ayuda a afinar los parámetros de la aplicación. Los resultados pueden ser compartidos por otras aplicaciones Windows® como Excel® para analizarlos posteriormente. Es posible realizar anotaciones y dibujos sobre las imágenes para realizar mediciones, soportando todos los formatos de imagen MIL incluido el DICOM.

MIL Distribuida
Como novedad en la versión 9.0, Matrox presenta la posibilidad de hacer funcionar una aplicación desarrollada en MIL utilizando distintos procesadores conectados entre sí mediante Gigabit Ethernet. De esta manera se puede controlar remotamente múltiples dispositivos (PCs y/o Cámaras Inteligentes) para que capturen, transfieran, procesen y almacenen imagen, contando así con muchos recursos disponibles para aumentar el rendimiento y fiabilidad de la aplicación.