Предисловие редакторов перевода
Сочетания слов «техническое зрение», «машинное зрение», «зрение роботов» все чаще встречаются на страницах специальных и популярных журналов и книг. Только за последнее время на русском языке вышли по меньшей мере четыре книги [1—4], целиком посвященные вопросам, непосредственно относящимся к машинному зрению. Продолжающаяся микроминиатюризация информационной техники позволяет создавать малогабаритные матричные фотоприемники с достаточно высокой разрешающей способностью и специализированные процессы для обработки видеоинформации. Заметные успехи наблюдаются и при разработке теории и алгоритмов решения задач зрения роботов. Созданы экспериментальные системы, в которых успешно решаются задачи обеспечения действий робота с помощью устройств машинного зрения при выполнении работ в ограниченном круге ситуаций.
В то же время проблема построения полноценной системы машинного зрения, способной надежно и в нужном темпе работать в реальном пространстве (пусть при несколько адаптированных условиях), остается пока нерешенной, и на ней сконцентрированы в настоящее время усилия ряда коллективов и отдельных исследователей в разных странах. Эта проблема чрезвычайно сложна и многопланова. Она включает в себя технические, алгоритмические, математические, физические и даже психологические аспекты, а также большое количество отдельных задач и подходов к их решению в рамках каждого из этих аспектов. Этим объясняется тот факт, что при наличии значительного объема литературы по вопросам машинного зрения в имеющихся книгах мало тематических пересечений.
В ряду подобных книг особое место занимает предлагаемая книга. Ее главная специфика может быть выражена словами «математические задачи зрения роботов», поскольку каждому специалисту в области машинного зрения бросаются в глаза очевидные математические пристрастия автора, вплоть до того, что ряд разделов книги (не говоря уже о приложении) имеет чисто математический характер. Основное внимание уделено задачам, которые допускают точные математические формулировки и строгие (по возможности изящные) решения, не остающиеся в высоких сферах абстрактной математики, а доведенные до конкретного вычислительного алгоритма. Автор убедительно показывает, какой
широкий диапазон математической техники, от комбинаторной и дифференциальной геометрии до вариационного исчисления и математической статистики, находит применение в алгоритмах машинного зрения. Строгая постановка части задач извлекается из детального анализа физических процессов образования полутонового изображения рассматриваемой сцены, проведенного с присущей автору тщательностью. Это направление исследований, как и развитие методов определения пространственного положения поверхности по распределению на ней полутонов, выделилось во многом благодаря работам самого Хорна.
Можно сказать, что в предлагаемой книге изложена накопленная к настоящему времени та часть арсенала средств машинного зрения, которую можно преподавать студентам соответствующих специальностей без опасений, что она устареет к моменту окончания ими вуза. Сама книга написана на основе такого курса лекций и написана с большим педагогическим мастерством. Большое число поясняющих иллюстраций, частые экскурсы в недостаточно популярные в технических вузах разделы математики делают книгу ценным пособием для первоначального восполнения пробелов в математическом образовании для мног их специалистов. Особую методическую ценность придают ей многочисленные упражнения, сопровождающие каждую главу. По своему назначению и сложности эти упражнения очень разнообразны - от простых контрольных вопросов для проверки усвоения изложенного материала до небольших тем для самостоятельного разбора и исследования. В уггражнения внесены также доказательства некоторых утверждений из основного текста, а иногда и развитие его проблематики. Все это делает эту часть книги очень полезной как для обучения, так и для преподавания.
Хотя книга не может служить энциклопедией в области машинного зрения роботов, изложенный в ней материал можно рассматривать как необходимый в настоящее время для специалиста в данной области. Учитывая к тому же тщательность отбора этого материала, высокую квалификацию автора, перечисленные выше достоинства изложения, можно полагать, что она будет полезна и как учебник для начинающих, и как справочник для специалистов. Хотелось бы также надеяться, что издание данной книги внесет свой вклад в повышение общей математической культуры исследований в области машинного зрения и искусственного интеллекта в целом.
Перевод книги выполнили А. Ю. Каргашин (предисловие, благодарности, гл. 1-8, 16, приложения), Е. Ю. Зуева (гл. 9-13, 17) и И. М. Бродская (гл. 14, 15, 18).
Ю. А. Садов Е. И. Кугушев
