İplik yapımında kullanılan pamuk içerisindeki yabancı maddelerin GPU kullanılarak sezgisel bulanık mantık ile tespit edilmesi
Detection of foreign substances in cotton used for production of yarn by using GPU and intuitionistic fuzzy logic method
Yazar: EYÜP YALÇIN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MAHİT GÜNEŞ
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Tekstil ve çırçır fabrikalarında kullanılan yün ve pamuk hammaddelerinde üretim ve işleme esnasında oluşan veya dışarıdan gelen yabancı maddeler, elde edilen kumaş veya ipliklerin kalitesinde önemli ölçüde düşüşe neden olmaktadır. Pamuk içerisindeki bu yabancı maddeler, genel olarak siyah pigment lifleri, naylon ve sentetik türden ambalaj artıkları, boya maddeleri ve bitkileri toplama esnasında gözden kaçan yabancı maddelerden oluşabilir.Günümüzde tekstil ve tekstil işletmelerinde kullanılan metotlar, yabancı maddelerin ayırt edilebilmesi noktasında, hız ve kalite açısından verimli değildir. Son yıllarda geliştirilen bilgisayarlı görüş sistemleri, her alanda olduğu gibi tekstil alanında etkisini belli bir biçimde göstermektedir. Günümüzde kullanılan sistemlerde, öne çıkan sorunlardan kalite ve hız sorunları, önemli bir konu olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu çalışmada, kameradan alınan görüntüdeki yabancı maddelerin görüntü içerisinden belirlenmesi işlemi için sezgisel bulanık mantık algoritması kullanılmıştır. Sezgisel bulanık mantık algoritmasının yapısı gereği, CPU (Central Processing Unit) tabanlı uygulamalarda hız problemlerinin olduğu görülmüştür. Bu nedenle, hız sorununu ortadan kaldırmak için GPU (Graphics Processing Unit) teknolojisi kullanılmıştır. Alınan görüntü üzerinde ilk aşamada, sezgisel bulanık mantık algoritmasında kullanılan eşik değeri için, görüntünün sayısal değerleri üzerinden dinamik eşik değeri üreten Otsu algoritması kullanılmıştır. Kameradan alınan her çerçevenin eşik değeri gerçek zamanda hesaplanmış ve görüntüye güncel olarak uygulanmıştır. Uygulanan bu algoritmalar, NVIDIA GTX 480 GPU destekli ekran kartı kullanılarak maksimum 262 kat hızlandırılmıştır. Sistem geliştirilirken yapılan denemelerde yakalanan görüntünün farklı çözünürlükteki örnekleri kullanılarak hem performans hem de kalite açısından, en uygun çözünürlük değerinin 640*100 olduğu görülmüştür. İşlenen bu görüntü, 80*100 çözünürlük değerinde, 8 eşit bölgeye ayrılmıştır. Bir bölgede yabancı madde olup olmadığına, ilgili bölgede kalan görüntü parçasının sayısal değerlerinin toplamı değerlendirilerek karar verilmiş ve ihmal edilebilirlik düzeyine göre yapılan denemeler sonucunda bir eşik değeri belirlenmiştir.Yapılan denemeler sonucunda kullanılan metotların istenilen sonuçları eksiksiz olarak verdiği tespit edilmiştir. Bu metotlar sayesinde önceki çalışmaların aksine bilgisayarlı görüş sistemi hız ve kalite olarak çok daha önemli bir avantaj sağlamıştır.

Abstract:
Foreign substances from outside or occurred during the production and processing of raw materials used for cotton and wool in textile and cotton gin factories cause to a significant decrease in the quality of the resulting fabric or yarn. Generally, these foreign substances consist of black pigment fibers, nylon and synthetic types of packaging waste, paint materials and foreign fibers from plants overlooked during collection.Methods used todays are not sufficient for the extraction of the foreign substances quality and speed of processing in the textile industries. As in all areas in recent years, developments in the field of computer vision systems also show the effect of the textiles area. The quality and speed problems in existing systems used today are important selective factors. In this study, the intuitive fuzzy logic algorithm was used for the process of determination foreign substances from the images captured by camera. In this study, the Intuitionistic fuzzy logic algorithm was used for the process of determining foreign substances in image captured by camera within the images. As in the nature of Intuitionistic Fuzzy Logic Algorithm, the problems of speed are detected in CPU-based applications. Therefore, GPU technology is used to eliminate the problem of speed. At the first stage, Otsu algorithm that produces a dynamic threshold value over the numerical value of the image is used for the threshold value of the Intuitionistic Fuzzy Logic on the captured image. The threshold value of each frame captured from camera is calculated in real time and applied currently to the image. These applied algorithms are accelerated to 262-fold at maximum by using a graphics card supported with NVIDIA GeForce GTX 480 GPU. It is seen that the most appropriate resolution in terms of both performance and quality is 640*100 by using samples of different resolutions of the captured image value in experiments at the development of the system. This processed image is divided into 8 equal areas in resolution of 80 * 100. Whether foreign material stays in an area is determined on assessing the sum of numerical values of image part in the concerned area and a threshold value is determined as a result of experiments made in accordance with the level of negligence.The result of the experiment shows that the used methods provide the wanted results completely. These methods allows for a greater advantage in terms of speed and quality contrast to previous studies with computerized vision system.