Computer Vision e Computer Graphics

Visione computerizzata

La visione artificiale si occupa di modellare e replicare la visione umana utilizzando software e hardware per computer. Formalmente, se definiamo la visione artificiale, la sua definizione sarebbe che la visione artificiale è una disciplina che studia come ricostruire, interrompere e comprendere una scena 3d dalle sue immagini 2d in termini di proprietà della struttura presente nella scena.

Ha bisogno della conoscenza dei seguenti campi per comprendere e stimolare il funzionamento del sistema di visione umana.

  • Informatica
  • Ingegnere elettrico
  • Mathematics
  • Physiology
  • Biology
  • Scienza cognitiva

Gerarchia di visione artificiale

La visione artificiale è divisa in tre categorie di base che sono le seguenti:

Visione di basso livello: include l'immagine di processo per l'estrazione delle caratteristiche.

Visione di livello intermedio: include il riconoscimento degli oggetti e l'interpretazione della scena 3D

Visione di alto livello: include la descrizione concettuale di una scena come attività, intenzione e comportamento.

Campi correlati

La visione artificiale si sovrappone in modo significativo ai seguenti campi:

Elaborazione delle immagini: si concentra sulla manipolazione delle immagini.

Pattern Recognition: studia varie tecniche per classificare i pattern.

Fotogrammetria: si tratta di ottenere misurazioni accurate dalle immagini.

Computer Vision vs elaborazione delle immagini

L'elaborazione delle immagini studia la trasformazione da immagine a immagine. L'input e l'output dell'elaborazione delle immagini sono entrambi immagini.

La visione artificiale è la costruzione di descrizioni esplicite e significative di oggetti fisici a partire dalla loro immagine. Il risultato della visione artificiale è una descrizione o un'interpretazione delle strutture nella scena 3D.

Applicazioni di esempio

  • Robotics
  • Medicine
  • Security
  • Transportation
  • Automazione industriale

Applicazione di robotica

  • Localizzazione: determina automaticamente la posizione del robot
  • Navigation
  • Evitamento degli ostacoli
  • Assemblaggio (piolo, saldatura, verniciatura)
  • Manipolazione (es. Manipolatore robotico PUMA)
  • Human Robot Interaction (HRI): robotica intelligente per interagire e servire le persone

Applicazione della medicina

  • Classificazione e rilevamento (ad es. Classificazione di lesioni o cellule e rilevamento di tumori)
  • Segmentazione 2D / 3D
  • Ricostruzione 3D di organi umani (MRI o ultrasuoni)
  • Chirurgia robotica guidata dalla vista

Applicazione di automazione industriale

  • Ispezione industriale (rilevamento di difetti)
  • Assembly
  • Lettura del codice a barre e dell'etichetta della confezione
  • Ordinamento degli oggetti
  • Comprensione dei documenti (ad es. OCR)

Applicazione di sicurezza

  • Biometria (iride, impronte digitali, riconoscimento facciale)
  • Sorveglianza: rilevamento di determinate attività o comportamenti sospetti

Applicazione di trasporto

  • Veicolo autonomo
  • Sicurezza, ad es. Monitoraggio della vigilanza del conducente

Computer grafica

La computer grafica è grafica creata utilizzando computer e la rappresentazione di dati di immagine da un computer specificamente con l'aiuto di hardware e software grafici specializzati. Formalmente possiamo dire che la Computer grafica è creazione, manipolazione e immagazzinamento di oggetti geometrici (modellazione) e delle loro immagini (Rendering).

Il campo della computer grafica si è sviluppato con l'emergere dell'hardware di computer grafica. Oggi la computer grafica è utilizzata in quasi tutti i campi. Sono stati sviluppati molti strumenti potenti per visualizzare i dati. Il campo della computer grafica è diventato più popolare quando le aziende hanno iniziato a usarlo nei videogiochi. Oggi è un'industria multimiliardaria e la principale forza trainante dello sviluppo della computer grafica. Alcune aree di applicazioni comuni sono le seguenti:

  • Progettazione assistita da computer (CAD)
  • Grafica di presentazione
  • Animazione 3d
  • Istruzione e formazione
  • Interfacce utente grafiche

Progettazione assistita da computer

  • Utilizzato nella progettazione di edifici, automobili, aerei e molti altri prodotti
  • Utilizzare per creare un sistema di realtà virtuale.

Grafica di presentazione

  • Comunemente utilizzato per riassumere dati finanziari e statistici
  • Utilizzare per generare diapositive

Animazione 3d

  • Utilizzato pesantemente nell'industria cinematografica da aziende come Pixar, DresmsWorks
  • Per aggiungere effetti speciali a giochi e film.

Istruzione e formazione

  • Modelli generati da computer di sistemi fisici
  • Visualizzazione medica
  • Risonanza magnetica 3D
  • Scansioni dentali e ossee
  • Stimolatori per l'addestramento dei piloti ecc.

Interfacce utente grafiche

  • Viene utilizzato per creare interfacce utente grafiche oggetti come pulsanti, icone e altri componenti