Görüntü işleme teknikleri ile enjektör üretiminde kalite kontrolü
Quality control in syringes production with image processing techniques
Yazar: MUSTAFA TARI
Danışman: DOÇ. DR. HASAN ERDİNÇ KOÇER
Konya Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Bilgisayar Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control
Dizin: Açık kaynaklı yazılım = Open source software ; Bilgisayar yazılımları = Computer softwares ; Sayısal görüntü işleme = Digital image processing ; Uygulama yazılımı = Application software

Özet:
Gerek el işçiliği ile yapılan üretimlerde gerek makinalar ile yapılan seri üretimlerde, kalite kontrol üretim sürecinin ayrılmaz parçasıdır. Kalite kontrol işlemi üretimden daha fazla dikkat isteyen hata oranlarının minimize edilmesi gerektiği süreçtir. Kalite kontrolünün insan tarafından gerçekleştirilmesi, birçok işte olduğu gibi yorulma kaynaklı olması, hız gerektirmesi ve/veya fark edilemeyecek kadar küçük kusurların olması açısından zor ve hataya açıktır. Bu zorluklara kontrol edilecek malzemenin enjektör gibi saydam malzemeden yapılmış olması da eklenirse kontrol sürecinde hata yaşanma durumu ciddi şekilde artmaktadır. Bu nedenle bu süreçte kalite kontrol işleminin mümkünse tamamen makinalarla olması tercih edilmelidir. Tamamen makinalar tarafından olmaması durumunda en azından makine destekli olarak insan tarafından gerçekleştirilmesi tercih edilmelidir.  İnsan gözü ile yapılan kalite kontrol prosesinde günümüzde görüntü işleme kullanılması sistemin geliştirilme sürecini kolaylaştırmakta ve tasarım sonrası kullanılabilirliğini arttırmaktadır.

Bu tez çalışmasında görüntü işleme teknikleri kullanılarak enjektör (şırınga) üretimi yapan bir işletmenin enjektör paketleme aşamasında kalite kontrol işlemini gerçekleştiren personele yardımcı olacak sistem tasarlanmıştır. Literatür taramasında enjektör üretiminin paketleme aşamasına yönelik oluşturulan kalite kontrol çalışmasına rastlanılmamıştır. Bu sebeple çalışmanın ilk olduğu düşünülmektedir.

Çalışmada görüntü almak için aydınlatma sistemiyle birlikte bir platform oluşturulmuş ve 12.2 MP endüstriyel kamera kullanılmıştır. Problemlerin çözümüne yönelik görüntü işleme tekniklerinden sıkça kullanılan şablon eşleştirme, haar-cascade sınıflandırıcısı, renk filtreleme, morfolojik işlemler gibi yöntemler birleştirilmiştir. Enjektör ve iğne ucu paketlenmesi aşamasında paket görüntüsü içinde enjektör/iğne ucu nesnelerine yönelik var/yok/adet/yabancı madde tespit-kontrol üzerine çalışılmıştır. Kullanılan yaklaşımlar, kullanım amaçları ve doğruluk oranları ile şu şekilde sıralanabilir; şablon eşleştirme ile nesne tespiti %99.87, haar-cascade sınıflandırıcısıyla nesne tespitinde %90.49, renk filtreleme ile nesne tespiti %90.85 ve leke tespiti ile yabancı madde aranması %85.58'dir. Yöntemlerin ortalama çalışma süreleri; şablon eşleştirme 2.13sn, haar-cascade 0.015sn ve renk filtreleme-yabancı madde aranması 0.01sn olarak ölçülmüştür.

Anahtar Kelimeler: Enjektör-şırınga üretimi, görüntü işleme, haar-cascade, renk filtreleme, şablon eşleştirme

Abstract:
Quality control is an inseparable part of the production process both in handmade production and in mass production with machines. The quality control process is the process in which error rates that require more attention from production should be minimized. It is difficult and error-prone to carry out quality control by the human being, as with many jobs, due to fatigue, speed and / or imperceptible defects. Adding to these difficulties that the material to be controlled is made of transparent material such as an syringe, the error in the control process increases significantly. For this reason, it should be preferred that the quality control process in this process should be entirely with the machines. If it is not entirely by machines, it should be preferred that it is carried out by humans at least with machine support. The use of image processing in the human eye quality control process facilitates the development process of the system and increases its usability after design.

In this thesis, a system was designed to assist the personnel performing the quality control process in the syringe packaging stage of an enterprise producing syringe using image processing techniques. In the literature review, no quality control study for the packaging stage of injector production was found. Therefore, the study is considered to be the first.

In the study, a platform was created with the lighting system and a 12.2 MP industrial camera was used for image acquisition. Image processing techniques for solving problems; template matching, haar-cascade classifier, color filtering and morphological processing methods are combined. During the syringe and needle tip packaging phase, the presence/absence/quantity/foreign matter detection-control for syringe/needle tip objects was studied in the package image. Approaches used, purposes and accuracy rates can be listed as follows; object detection by template matching was 99.87%, object detection by haar-cascade classifier was 90.49%, object detection by color filtering was 90.85% and foreign matter detection by stain detection was 85.58%. Average working time of the methods; template matching was 2.13sec, haar-cascade 0.015sec, and color filtering-foreign matter search was 0.06sec.

Keywords: Color filtering, haar-cascade, image processing, syringe production, template matching