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Visión Artificial
La cantidad de luz reflejada en los objetos incide en el ojo humano creando la percepción del entorno. La luz que llega al ojo es una función de la iluminación del entorno y una propiedad de los materiales llamada reflectividad.
La capacidad de distinguir colores, formas, profundidad y orientación las realiza el cerebro. Adquiriendo la información del ojo a través del nervio óptico.
Este mismo concepto ha sido aplicado a los sensores que nos han permitido construir cámaras. Dispositivos capaces de formar una imagen a partir de la luz que incide en ellos.
¿Cómo funciona una cámara?
Se sabe, que un pequeño agujero (referido siempre como pin-hole) es capaz de crear una imagen invertida perfecta en la pared de un cuarto oscuro. Todos los vertebrados tienen lentes que forman una imagen invertida en la retina. Donde se encuentra un arreglo de células sensibles a la luz llamadas barras y conos.
Una cámara (un dispositivo de visión artificial) tiene un principio similar. Un lente de plástico o vidrio forma una imagen en la superficie de un semiconductor. Con un arreglo de dispositivos sensibles a la luz, los cuales convierten la luz en una imagen digital.
El proceso de formación de imagen, en el ojo o en una cámara, implica la proyección de un espacio tridimensional en uno de dos dimensiones. Por tanto, la información de profundidad se pierde. Y ya no es posible distinguir en una imagen si estamos viendo un objeto grande lejano o un objeto pequeño de cerca.
Utilizar un dispositivo electrónico para replicar el comportamiento biológico del ojo, es lo que se conoce generalmente como Visión Artificial. Una vez que la imagen es adquirida y es procesada, similar a lo que realiza el cerebro, se requiere de una computadora que analice la imagen entregada por el sensor de la cámara. Esto se conoce como Visión por computadora y más específicamente Procesamiento de imagen.
Cabe aclarar, que el procesamiento de imagen es solo realizar operaciones en una Imagen SIN importar el origen de esta. Cuando se habla de Visión por computadora se entiende que la imagen fue adquirida a través de un sensor, emulando así un sistema biológico.
¿Para qué sirve la visión artificial?
Conceptos importantes para aplicaciones de visión artificial:
Profundidad de campo: Una cámara pin-hole no tiene control de foco y crea una imagen enfocada de los objetos sin importar su distancia. Un lente no tiene esta propiedad. En una óptica el anillo de enfoque cambia la distancia entre los lentes y el plano imagen. Y
debe ser ajustada de manera que el objeto de interés quede correctamente enfocado.
Los fotógrafos se refieren a la profundidad de campo como el rango de distancia para el cual se forma una imagen “aceptablemente” enfocada de un objeto.
La profundidad de campo es alta para pequeñas aperturas donde la óptica se asemeja al modelo pin-hole. Pero esto significa menos luz e imágenes “ruidosas” o mayores tiempos de exposición y desenfoque de movimiento.
Campo de visión: El campo de visión de una óptica es una pirámide rectangular abierta con ángulos de apertura vertical y horizontal distintos. La dimensión del sensor d es medida diagonalmente entre sus esquinas y por lo general se expresa en pulgadas. Las dimensiones más comunes son ¼, ⅓ y ½.
Una óptica “normal” tiene f≈d donde f es la distancia focal. Y una óptica de ángulo amplio generalmente tiene f>d/3 dando el máximo campo de visión angular de 110°
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