Visión Artificial
Visión Artificial
También conocida como Visión por Computadora.
Puede considerarse como el conjunto de todas aquellas técnicas y modelos que nos permitan la adquisición, procesamiento, análisis y explicación de cualquier tipo de información espacial del mundo real obtenida a través de imágenes digitales.
Sumario
Otras Definiciones
Visión Artificial es la ciencia que estudia, utilizando computadoras digitales, los procesos de obtención, caracterización, interpretación de la información procedentes de imágenes tomadas de un mundo tridimensional.
La Visión es un proceso de tratamiento de información que permite obtener una descripción simbólica del mundo real a partir de imágenes.
La Visión Artificial parece fácil pero…,Como hacemos para identificar la forma de una nube, que casi todo el mundo sabe identificar pero casi nadie sabe explicar?, Porque identificamos perfectamente un objeto independientemente de la perspectiva que tengamos de él, qué es común a cualquier plano de visión?.
Antecedentes
Sistema de Visión Humano
Volviendo a la pregunta de ¿porqué no realizar un modelado perfecto del sistema de visión humano e implementarlo en una computadora?
La respuesta no es sencilla, gran cantidad de estudios demuestran claramente que nuestro sistema visual lejos de ser perfecto contiene una serie de irregularidades que no deben ser modeladas para lograr un sistema artificial que supere al humano. No existe ninguna razón para modelar los errores de nuestro sistema.
Para realizar un bosquejo de la argumentación anterior realizaremos un estudio de nuestro sistema de visión y observaremos los puntos débiles y sus fortalezas.
Todo sistema de visión está compuesto por tres partes fundamentales:
# Las señales que percibimos.
# El medio en que se transmiten.
#Los mecanismos de decodificación del sistema receptor y/o cerebro.
Gran parte de las técnicas de procesamiento de señales están asociadas a problemas en la adquisición de dichas señales y más en particular al tipo de sensor usado y al medio a través del cual se han obtenido.
El ojo humano, como sensor, es un mecanismo extremadamente especializado, sin embargo el proceso de formación de la imagen que se lleva a cabo en su interior puede considerarse como genérico para cualquier otro sensor de tipo visual. Es por ello que el estudio del funcionamiento del ojo como sensor mejor adaptado al procesamiento de señales visuales es de gran interés para conocer aspectos básicos de los métodos de captación de imágenes.
Antes de continuar debemos tener en cuenta que la formación de imágenes a partir de energía electromagnética no es la única forma posible que existe en la naturaleza. Existen otros tipos de ondas como las acústicas que permiten a determinados seres vivos percibir en ambientes de completa oscuridad. Este tipo de percepciones pueden ser representadas hoy en día en términos de una imagen.
Una imagen puede describirse como un mapa espacial que sobre una determinada información que nos ofrece algún tipo de sensor. Ejemplos de este tipo de mapas son nuestras percepciones de una determinada situación o escena a partir de nuestros sistemas sensoriales (vista, oído, tacto, gusto, y olfato). Ahora nos restringiremos al caso de la percepción visual.
Para centrar aun más nuestro estudio nos preguntaremos sobre el significado real de lo que significa ver o adquirir información a través de un sistema sensorial de tipo visual. Si nos centramos en el modelo visual humano asociaremos el concepto de ver con el de percibir una señal luminosa con una intensidad mínima y en un rango de frecuencia espectral dado. Sin embargo hoy en día son bien conocidas las posibilidades de obtener imágenes a partir de sensores que trabajen en condiciones muy distintas de iluminación a las que es sensible el ojo humano, por ejemplo, el espectro infrarrojo, rayos X, etc. Así pues, la posibilidad de formar imágenes debemos asociarla al tipo de sensor usado y a las posibilidades de que dicho sensor sea capaz de captar y decodificar la información que le llega.
El espectro electromagnético puede entenderse como una función continua de la longitud de onda que en su totalidad caracteriza, de forma absoluta, una materia o sustancia. La teoría básica de las ondas describe la energía electromagnética como ondas sinuosidades que viajan a la velocidad de la luz. La distancia entre dos picos consecutivos de dichas ondas es lo que se conoce por longitud de onda, y el número de picos que pasan por un punto del espacio en cada unidad de tiempo, se denomina frecuencia de la onda. Estos conceptos son bien conocidos de la física clásica. El espectro visible se encuentra dentro de los valores de 350 a 750 nm.
Históricamente el uso de estas dos fuentes de información, el espectro y la geometría, han sido usadas de forma independiente. Todos los estudios dedicados al tratamiento y análisis de imágenes de tipo visual han hecho especial énfasis en los aspectos geométricos de las formas encontradas en las escenas, y aquellos otros estudios relacionados con la determinación de recursos naturales a través de sensores remotos han hecho un especial énfasis en las propiedades espectrales de la escena. Si bien esta dicotomía en ambos casos ha venido impuesta por los objetivos de la aplicación, parece claro que el uso combinado de ambas fuentes de información debe ser un objetivo de las técnicas de análisis de imágenes.
Una vez que tenemos conocimiento de la composición de la señal a analizar podemos pasar al estudio del sensor que debe captar la información. En el caso de nuestro sistema de visión, el ojo se perfila como nuestro sensor del espectro visible. Como puede verse en la Figura 1.1, el ojo es casi una esfera de unos 20mm de diámetro, formada por un conjunto de membranas denominadas cornea, esclera, coroide y retina. La cornea y la esclera, constituyen las envolturas externas anterior y posterior del ojo respectivamente. La capa coroidal además de alimentar el ojo a través de sus vasos sanguíneos, tiene la misión de absolver las luces extrañas que entran el ojo así como de amortiguar el efecto de dispersión de la luz dentro del globo ocular. El iris o diafragma esta situado en la parte anterior del coroide, y tiene como misión controlar la cantidad de luz que entra en el ojo. Para ello, la pupila o parte central del iris puede cambiar de tamaño en función de la luminosidad incidente desde 2mm a 8mm de diámetro.
Sistema de Visión Artificial
Fuentes
