GÖRÜNTÜ İŞLEME TEKNOLOJİSİ
Sanayi devrimi sonrasında endüstrileşmenin hız kazandığı çağ, teknoloji ve bilişim çağı olarak tanımlanmaktadır. Bunun bir getirisi olarak günümüzde daha önceden insanların yaptığı işlerde de insanların yaptığı işleri yapabilme kabiliyetine sahip makineler yer almaktadır. Hızla büyüyen dünya nüfusu ve bunun sonucu olarak ortaya çıkan daha fazla üretim yapma ihtiyacı bu otomatik üretim anlayışının gelişmesini sağlamıştır. Her ne kadar artan nüfus ile istihdam ihtiyacı arasındaki doğru orantıya karşın insanların yerini makineler alsa dahi bu durum sosyal ve ekonomik olarak değerlendirilmesi gereken bir konu olup, bu çalışmanın kapsamı dışında yer almaktadır. Günümüzde artmakta olan talep, aynı zamanda arzın da artışını sağlamış olup, bu da eski dönemlere nazaran daha sert rekabet koşulları yaratmıştır. Bu rekabet ortamında başarıyı sağlayacak olan temel parametreler ise üretimde hız ve kalite olup, tüm üretim sistemlerinde bu iki temel ölçüt hedef alınmaktadır. Tarih boyunca insanlar kendilerinin yaptıkları monoton işleri makinelerin yapmasını arzu etmiştir. İnsanoğlunun bu tembellik duygusu, teknolojiyi geliştirmiş ve öncelikle insanların hareket kabiliyetini makinelere yüklemiştir. 20. Yüzyılın başlarında makinelere hissetme duygusu eklenmiştir. Bu yüzyılın sonlarında makinelere duyma ve görme duyguları ilave edilmiştir. Ses algılama konusuna en güzel örneklerden birisi, koruyucu bakım konusu kapsamında ele alınmakta olan makine sesine duyarlı algılayıcılar kullanılmak suretiyle, makine ekipmanı hasar görmeden önce bunu hissedip önlem alınmasını sağlayan uyarıcı sistemlerdir. Makinelerdeki görme duyusu ise ağırlıklı olarak sanayide parça transferi ve kaynak gibi alanlarda kullanılmaktadır. Günümüzde hâlihazırda görme duyusu tam anlamı ile verim alınamayıp halen geliştirilmeye müsait bir alandır.
1. Görüntü İşleme Teknolojisi Nedir?
Görüntü işleme, ölçülmüş veya kaydedilmiş olan elektronik (dijital) görüntü verilerini, elektronik ortamda (bilgisayar ve yazılımlar yardımı ile) amaca uygun şekilde değiştirmeye yönelik olarak yapılan bilgisayar çalışmasıdır. Görüntü işleme, verilerin yakalanıp ölçme ve değerlendirme işleminden sonra, başka bir aygıtta okunabilir bir biçime dönüştürülmesi ya da bir elektronik ortamdan başka bir elektronik ortama aktarmasına yönelik bir çalışma olan "Sinyal işlemeden" farklı bir işlemdir. Bu sistem daha çok, kaydedilmiş olan, mevcut görüntüleri işlemek, yani mevcut resim ve grafikleri değiştirmek, yabancılaştırmak ya da iyileştirmek için kullanılır.
Elektronik veri işleme son 40 yılda inanılmaz bir hızla gelişmiştir. Bu gelişme bilgisayar teknolojisindeki gelişmelere paralel olarak meydana gelmiştir. Bilgisayarların giderek boyutlarının küçülmesi, bellek kapasitelerinin ve veri işleme hızlarının artışı görüntü işleme teknolojilerindeki gelişmeyi hızlandırmıştır. Görüntüler belli bir hedefe yönelmiş görüntü kaynağından alınan farklı içeriklerden oluşur. Bu tip görüntüler ultrason, elektro mikroskop ve bilgisayar içerikli görüntülerdir. Görüntü işleme için görüntülere uygulanan ön hazırlık evresi üzerlerindeki gürültüyü (görüntü bulanıklığı, netlik, kötü görüntü) azaltmaktır. Bunun için görüntülere düşük, orta ve yüksek seviye içeren işlemler uygulanmaktadır. Düşük seviyedeki işlemler de giriş ve çıkış görüntülerin gerçekliği filtreleme ile sağlanır. Orta düzey seviyedeki işlemlerde ise görüntülerdeki nesnelerin tanınması ve sınıflandırılmasında bölme ve tanıma işlemleri gerçekleştirilir. Yüksek seviye işlemler görüntülerdeki nesneleri tanımada görüntülerin analiz edilmesini içerir. Görüntülerin bilgisayar ortamında analiz edilmesiyle de, görüntülerdeki nesnelerin görüntü içeriği detaylandırılır. Bu detaylandırma aşaması ile görüntü işleme gerçekleştirilmiş olur.
2. Görüntü İşleme Teknolojisi Türleri ve Yöntemi
Modern teknoloji, herhangi bir görüntünün (fotoğraf veya video) girdi olarak kullanılarak istenilen özellikte bir başka görüntünün veya girdi olarak kullanılan görüntü ile ilgili verilerin elde edilmesini mümkün kılmaktadır. Görüntü işleme ile bir görüntünün rengi, parlaklığı, boyutu, yapısı gibi özellikleri uygun yazılımlar kullanılarak değiştirilebilir, geliştirilebilir ve analiz edilebilir.
Bu yazılımlar, dijital ortama aktarılan görüntülerdeki bozuklukların giderilmesi ve daha kaliteli görüntü almak için kullanılabileceği gibi nesnelerin tanımlanması, hareketli ve hareketsiz nesnelerin ayrıştırılması gibi birçok amaç için de kullanılabilir. Farklı formatlarda görüntülerin kullanıldığı her sektöre uygun çözümlerin üretilmesini sağlayan görüntü işleme; güvenlikten astronomiye, savunma sanayisinden, kalite kontrolüne kadar sayısız alanda kullanılabilir. Aşağıda görüntü işleme teknolojisinin türleri ile ilgili örnekler verilecektir.
2.1. Sayısal Görüntü İşleme
Sayısal görüntü işleme, bilgisayarla bütünleşik olarak birçok endüstriyel uygulamalarda kullanılabilen bilgisayar çalışmasıdır. Görüntü işleme teknikleri ile sayısal görüntü verileri kullanılarak iyileştirilmiş veya daha farklı görüntüler elde edilebilmekte ve nesne tanıma işlemleri gerçekleştirilebilmektedir. Görüntü işleme bir dizi işlemlerden oluşmaktadır. Bu işlemler görüntünün yakalanması ile başlar, amaca yönelik farklı tekniklerin kullanılması ile devam eder. İçerisinde matematik ve bilgisayar bilimini barındıran bu işlemler; tasarım, imalat, güvenlik, tıp, elektronik, makine, mimari, jeodezi gibi alanlarda kullanılmaktadır.
2.2. Robotik Sistemlerde Görüntü İşleme
Robot kelimesi Slavca’daki zorunlu iş, angarya ve işçi kelimelerinden türetilmiş bir kelimedir (Robata ve Robotnik birleşerek İngilizce “Robotic” haline gelmiştir.). İlk olarak eski Çekoslovakya’lı yazar Karel Capek tarafından yazılan oyun “Rossum’un Evrensel Robotları” (1921) isimli oyununda kullanılmıştır. Teknolojik anlamda günümüz teknolojisine en yakın robot ise 1960lar’ın ortalarında George Devol tarafından geliştirilmiştir. Bu ilk bilgisayar kontrollü mekanik kol daha önceleri 1940’lı yıllarda güvenlik camının arkasında bir insan tarafından kontrol edilerek radyoaktif malzemeleri taşıyan ilk atasından esinlenerek geliştirilmiş olup, kontrol insandan alınıp bilgisayara devredilmiştir. 1970ler’in başlarında Devol’ün ortağı Engleberger’in Japonya’ya yaptığı ziyaret sonrasında o yıllarda yoğun şekilde üretim tesisleri kuran Japon’lar ilk olarak bu keşfin endüstriyel geleceğini kavrayarak lisanslı olarak üretilmeye başlamış ve sonrasında tüm Japon robot firmalarının önünü açmıştır.
2.3. İnsansız Hava Araçları (İHA) ile Görüntü İşleme
Öncelikle askeri ve güvenlik amacıyla başlayan İHA’lar insanoğlunun diğer aktivitelerinde de kullanılmaktadır. Konumuz olan tarımda kullanılması da daha yoğun bir şekilde yaygınlaşmaya başlamıştır. İnsan tüketimine sunulan gıda ürünlerinin üretimini arttırmaya katkı sağlayacağı bir gerçektir. Bu yöntemle bitki koruma etmenlerinin tespiti ve mücadelesine yönelik çalışmalar da yapılmaktadır. Kültür bitkilerinde sorun oluşturan yabancı otların belirlenmesi, tanılanması, takibi ve mücadelesinin klasik yöntemler ile yapılması çoğu zaman hem çok aşırı zaman almakla hem de ciddi miktarda ekonomik sonuçları olabilmektedir.
Özellikle yapılacak olan otomasyon sistemleri ile görüntü işleme teknolojisi yabancı ot kontrolü için son derece önemli bir hal alacaktır. Bu yöntemin geliştirilmesi ve pratik hale getirilmesi ile kültür alanlarındaki yabancı otların mücadelesine yönelik daha pratik çözümler getirmesi beklenmektedir. Bu konudaki teknolojinin hızla gelişmesi, insansız hava araçlarının ortaya çıkması ve kamera sistemlerinin ilerlemesine bağlı olarak görüntü işleme yöntemlerinin devreye girmesi insansız hava araçlarının tarımı da içeren farklı kollarda hayatımıza girmesi kaçınılmaz olacaktır. Önümüzdeki süreçte teknolojik gelişmelerin devam edeceği ve İHA’ların hayatımıza daha çok gireceği, böylece tarımsal açıdan da insansız hava aracı veya drone’ların kullanımının daha da hız kazanacağı düşünülmektedir. Özellikle droneların kullanımı sırasında şarj ünitelerinin kullanılması, ayrıca uçarak arazi bozukluklarına takılmadan kullanılabilmesi petrol ürünleri ile çalışan araçlara göre daha ekonomiklik sağlayacağı kanaatini doğurmuştur. Ancak bu yeni teknolojinin uygulanmasında yasal kısıtlamalar ve güvenlik gibi olası zorluklar da dikkate alınmalıdır. Bu nedenle hem olası zorluklarının çözümü için hem de olası yan etkilerine yönelik ve pratiğe verilebilecek bilimsel temel araştırmaların yapılması gerektiği kanaatindeyiz.
SONUÇ
Görüntü İşleme Teknolojisi, türleri ve yöntemi hususunda yukarıda izahatlar vermiştik. Çalışma kapsamında sınırlı birkaç örneğini de verdiğimiz bu teknoloji, modern çağın en önemli elementidir. Bugün ve yarın için geleceğin anahtarı konumundadır. İlerleyen yıllarda önemi daha da fazla artacaktır. Nitekim kullanım alanının da genişleyeceği öngörülmektedir. Askeri alanda da kullanımının öne çıkmasıyla birlikte silahlı mücadelelerin vazgeçilmez unsuru olacağı da muhakkaktır.
