CAPITOLO 1

1.1 Concetti Iniziali

Per visione artificiale si intende l’insieme dei processi che mirano a costruire una descrizione del mondo a partire da immagini, cercando di emulare gli effetti della visione umana attraverso, l’acquisizione, l’elaborazione e la successiva comprensione delle immagini. La visione artificiale é un campo altamente multidisciplinare che comprende competenze di:

  • image processing
  • pattern recognition
  •  intelligenza artificiale
  • neurofisiologia
  • psicologia
  • fisica
  • etc . . .

Un sistema di visione artificiale è costituito dall’integrazione di componenti
ottiche, elettroniche e meccaniche che permettono di acquisire, registrare ed elaborare immagini sia nello spettro della luce visibile che al di fuori di essa (infrarosso, ultravioletto, raggi X, ecc. . . ). Il risultato dell’elaborazione è il riconoscimento di determinate caratteristiche dell’immagine per varie finalità di controllo, classificazione, selezione, ecc. . .
L’obiettivo è di produrre sistemi artificiali che manifestano un comportamento visivo con prestazioni paragonabili quelle di un sistema biologico.
Un problema classico nella visione artificiale è quello di determinare se l’immagine contiene o no determinati oggetti o attività. Il problema può essere risolto efficacemente e senza difficoltà per oggetti specifici in situazioni specifiche per esempio il riconoscimento di specifici oggetti geometrici come poliedri, riconoscimento di volti o caratteri scritti a mano. Le cose si complicano nel caso di oggetti arbitrari in situazioni arbitrarie. Nella letteratura troviamo differenti varietà del problema:

  • Recognition: uno o più oggetti pre-specificati o memorizzati possono essere ricondotti a classi generiche usualmente insieme alla loro posizione 2D o 3D nella scena.
  • Identification viene individuata un’istanza specifica di una classe (ad esempio identificazione di un volto, impronta digitale o veicolo specifico).
  • Detection L’immagine è scandita fino all’individuazione di una condizione specifica. (Es. Individuazione di possibili cellule anormali o tessuti nelle immagini mediche).

Le applicazioni possono toccare svariati campi come:

  • Industriale (ricerca di difetti, classificazione e scelta, guida di robot, etc.).
  • Controllo veicoli autonomi.
  • Video sorveglianza.
  • Modellazione di oggetti o ambienti.
  • Medicina.

1.2 I Livelli di Visione

Livelli di visione in un sistema artificiale

Consideriamo il sistema di visione umano, esso è formato da tre livelli di visione:

  • Visione Retinica: consiste in tutta una serie di pre-elaborazioni effettuate direttamente dall’occhio, come la messa a fuoco.
  • Visione Corticale: a questo livello avviene una sorta di estrazione delle informazioni visuali ottenute dell’occhio.
  • Visione Intelligente: l’ultimo di livello si occupa di effettuare delle analisi sulle informazioni, come il riconoscimento, apprendimento, ragionamento, associazione con modelli precedentemente acquisiti e molto altro.

Allo stesso modo potremmo pensare di strutturare un sistema di visione artificiale in maniera analoga:

  • Acquisizione: come ottenere l’immagine, questo problema è relativo solo alla visione artificiale, in quanto esiste tutta una serie di problematiche relative a come acquisire in maniera ottimale l’immagine.
  • Basso livello: si occupa dell’image processing, cioè l’insieme delle operazioni svolte sulle immagini a fine di migliorare la qualità e di selezionare le informazioni utili che verranno elaborate al livello successivo.
  • Medio livello: si occupa dell’image analysis, cioè l’insieme dei processi di estrazione delle informazioni simboliche dalle immagini pre-elaborate e le tecniche di analisi delle caratteristiche visuali degli oggetti presenti nelle stesse.
  • Alto livello: lo scopo di questo livello è quello di arrivare ad una forma di comprensione della scena osservata, come il riconoscimento di oggetti o le loro relazioni spaziali. Spesso, a questo scopo, vengono utilizzate tecniche di intelligenza artificiale.

Fonti: Visione artificiale: wikipedia

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