1.2. Задачи, решаемые системой машинного зрения
Система машинного зрения анализирует изображения и выдает описание того, что изображено (рис. 1.2). Эти описания должны содержать те характеристики изображенных объектов, которые нужны для выполнения некоторого определенного задания. Тем самым мы рассматриваем систему машинного зрения как часть более общей системы, взаимодействующей с окружающей средой. Ее можно считать элементом контура обратной связи, относящегося к восприятию, в то время как другие элементы предназначены для принятия и исполнения решений.
Рис. 1.2. Цель работы системы машинного зрения заключается в получении символического описания того, что изображено.
В дальнейшем это описание можно использовать для контроля взаимодействия робота с окружающей средой. В некотором смысле задачу зрительной системы можно рассматривать как обращение процесса формирования изображения.
Входом системы машинного зрения служит одно или несколько изображений, а выходом — описание, которое должно удовлетворять двум условиям:
— оно должно быть как-то связано с тем, что изображено;
— оно должно содержать исчерпывающую информацию, необходимую для выполнения некоторого конкретного задания. Первое условие обеспечивает определенную зависимость описания от визуального входа, а второе — что полученная информация небесполезна.
Описание объекта неоднозначно; мы можем представить себе множество уровней детализации и точек зрения. Невозможно исчерпывающим образом описать объект. К счастью, концентрируясь на том задании, для которого предназначено описание, мы можем избежать потенциально возникающего логического противоречия, т. е. мы не нуждаемся просто в каком-то описании, а только в таком, которое даст возможность произвести соответствующее действие.
Простой пример поможет лучше уяснить сказанное. Рассмотрим снова задачу захвата деталей с ленты конвейера. Ориентация и положение деталей на конвейере могут быть случайными. Допустим, имеется несколько различных типов деталей, причем установочные позиции для каждого типа деталей различны. Изображения объектов попадают в зрительную систему по мере того, как объекты проходят под камерой, расположенной над лентой конвейера. В этом случае описания, которые должна выдавать система, просты. Необходимо лишь определить положение, ориентацию и тип каждого объекта. Описание может состоять всего лишь из нескольких чисел. В других задачах может потребоваться гораздо более подробное символическое описание.
Случается, что обратная связь замыкается не через машину, а через человека, и тогда полученное описание предъявляется ему для интерпретации. Приведенные выше требования должны соблюдаться и здесь, хотя разобраться в том, насколько успешно система справилась с поставленной перед ней зрительной задачей, в этом случае труднее.
