Visão computacional e computação gráfica

Visão Computacional

A visão computacional está preocupada em modelar e replicar a visão humana usando software e hardware de computador. Formalmente, se definirmos visão computacional, então sua definição seria que visão computacional é uma disciplina que estuda como reconstruir, interromper e compreender uma cena 3D a partir de suas imagens 2D em termos das propriedades da estrutura presente na cena.

É necessário conhecimento dos seguintes campos para compreender e estimular o funcionamento do sistema de visão humana.

  • Ciência da Computação
  • Engenharia elétrica
  • Mathematics
  • Physiology
  • Biology
  • Ciência cognitiva

Hierarquia de visão computacional

A visão computacional é dividida em três categorias básicas que são as seguintes:

Visão de baixo nível: inclui imagem de processo para extração de recursos.

Visão de nível intermediário: inclui reconhecimento de objeto e interpretação de cena 3D

Visão de alto nível: inclui a descrição conceitual de uma cena como atividade, intenção e comportamento.

Campos relacionados

A visão computacional se sobrepõe significativamente aos seguintes campos:

Processamento de imagens: enfoca a manipulação de imagens.

Reconhecimento de padrões: estuda várias técnicas de classificação de padrões.

Fotogrametria: preocupa-se em obter medidas precisas de imagens.

Visão Computacional Vs Processamento de Imagens

O processamento de imagens estuda a transformação de imagem em imagem. A entrada e a saída do processamento de imagem são imagens.

A visão computacional é a construção de descrições explícitas e significativas de objetos físicos a partir de sua imagem. A saída da visão computacional é uma descrição ou interpretação de estruturas em cena 3D.

Aplicativos de exemplo

  • Robotics
  • Medicine
  • Security
  • Transportation
  • Automação industrial

Aplicação de Robótica

  • Localização - determina a localização do robô automaticamente
  • Navigation
  • Evitar obstáculos
  • Montagem (peg-in-hole, soldagem, pintura)
  • Manipulação (por exemplo, robô manipulador PUMA)
  • Human Robot Interaction (HRI): robótica inteligente para interagir e servir as pessoas

Aplicação de medicamento

  • Classificação e detecção (por exemplo, lesão ou classificação de células e detecção de tumor)
  • Segmentação 2D / 3D
  • Reconstrução 3D de órgãos humanos (ressonância magnética ou ultrassom)
  • Cirurgia robótica guiada pela visão

Aplicação de automação industrial

  • Inspeção industrial (detecção de defeito)
  • Assembly
  • Leitura do código de barras e etiqueta da embalagem
  • Classificação de objetos
  • Compreensão de documentos (por exemplo, OCR)

Aplicativo de Segurança

  • Biometria (íris, impressão digital, reconhecimento facial)
  • Vigilância - detecção de certas atividades ou comportamentos suspeitos

Aplicação de transporte

  • Veículo autônomo
  • Segurança, por exemplo, monitoramento de vigilância do motorista

Computação Gráfica

Gráficos de computador são gráficos criados usando computadores e a representação de dados de imagem por um computador especificamente com a ajuda de hardware e software gráfico especializado. Formalmente, podemos dizer que Computação Gráfica é criação, manipulação e armazenamento de objetos geométricos (modelagem) e suas imagens (Rendering).

O campo da computação gráfica se desenvolveu com o surgimento do hardware de computação gráfica. Hoje, a computação gráfica é usada em quase todos os campos. Muitas ferramentas poderosas foram desenvolvidas para visualizar dados. O campo da computação gráfica se tornou mais popular quando as empresas começaram a usá-lo em videogames. Hoje é uma indústria multibilionária e principal força motriz por trás do desenvolvimento de computação gráfica. Algumas áreas de aplicativos comuns são as seguintes:

  • Design Assistido por Computador (CAD)
  • Apresentação Gráfica
  • Animação 3D
  • Educação e treinamento
  • Interfaces Gráficas de Usuário

Design auxiliado por computador

  • Usado em projetos de edifícios, automóveis, aeronaves e muitos outros produtos
  • Use para fazer sistema de realidade virtual.

Apresentação Gráfica

  • Normalmente usado para resumir dados financeiros e estatísticos
  • Use para gerar slides

Animação 3D

  • Muito usado na indústria cinematográfica por empresas como Pixar, DresmsWorks
  • Para adicionar efeitos especiais em jogos e filmes.

Educação e treinamento

  • Modelos de sistemas físicos gerados por computador
  • Visualização Médica
  • Ressonância magnética 3D
  • Exames dentários e ósseos
  • Estimuladores para treinamento de pilotos etc.

Interfaces Gráficas de Usuário

  • É usado para fazer objetos de interface gráfica do usuário como botões, ícones e outros componentes