Обработка и анализ изображений в задачах машинного зрения
В центре нашего интереса находятся математические, алгоритмические, программные и аппаратные средства, дающие возможность воспроизводить и автоматизировать при помощи компьютеров те зрительные функции человека, которые позволяют ему дистанционно ориентироваться в окружающем мире, понимать его, выполнять те или иные стоящие перед ним целевые задачи. В $60$-е годы прошлого века задачи такого типа ставились скорее в теоретической плоскости и обобщенно относились к области "распознавания образов", в свою очередь входящей в еще более пафосную научную отрасль под названием "искусственный интеллект". Сегодня, полвека спустя, когда теории во многом превратились в технологии, мы гораздо более скромно говорим о технической дисциплине под названием "машинное зрение". Это не означает, что в области обработки и анализа изображений не осталось открытых проблем, - их огромное количество. Но признаком несомненной зрелости нашей прикладной науки является то, что теперь эти вопросы всегда ставятся в практической плоскости, с учетом обязательных и близких перспектив технического внедрения.
Далее мы будем использовать обобщающий термин "машинное зрение" (machine vision) как понятие, наиболее полно объемлющее круг инженерных технологий, методов и алгоритмов, связанных с задачей интерпретации сцены наблюдения по ее двумерным проекциям (изображениям), а также практическое использование результатов этой интерпретации.
"Машинное зрение" имеет огромное число потенциальных областей применения, таких как промышленная инспекция и контроль качества, робототехника, навигация и транспортировка, дистанционное зондирование, медицина и биомеханика, инженерный труд, автоматизация проектирования, новые технологии обработки документов, биометрия и множество других. Основные задачи, машинного зрения могут быть сформулированы следующим образом:
- калибровка сенсоров, самоориентация и самопозиционирование;
- обнаружение объектов и изменений в сцене наблюдения;
- слежение за объектами;
- реконструкция поверхностей и обнаружение трехмерных структур;
- высокоточные измерения элементов сцены;
- описание сцены и идентификация объектов;
- организация зрительной обратной связи при работе управляемых устройств,
манипуляторов или мобильных роботов в изменчивой среде.
