Kunsten at se: Hvordan computer vision og menneskesyn adskiller sig

Som mennesker opfatter vi visuelt verden omkring os ikke kun i statiske billeder, men med en kombination af farver, teksturer, bevægelse, dybde og kontekst. Machine vision fokuserer, derimod, typisk på relativt få specifikke visuelle elementer. Faktisk er blokering af så meget information som muligt, som ikke er nødvendig for enhedens funktion, afgørende i computervisionsenheder for at maksimere enhedens ydeevne og pålidelighed.

Derfor er en af de vigtigste forskelle, når man ser på computer vision sammenlignet med menneskesyn, hvilke bølgelængder de to synssystemer er optimeret til.

Mennesker kan se lysbølgelængder fra 380 nm, som ser violet ud i vores øjne, til omkring 780 nm, som ser rødt ud for os. Dette er illustreret i nedenstående figur, hvor man også kan se, at bølgelængderne kortere end 380 nm kaldes UV-området, hvorimod lysbølgelængder længere end 780 nm er klassificeret som infrarøde bølgelængder.

Denne skelnen er vigtig, fordi computer vision ikke nødvendigvis fungerer i samme rækkevidde som menneskesyn. Selvom computer vision på mange måder “efterligner” menneskesyn i, hvordan det fungerer, kan computervisionenheder stadig optimeres til at arbejde i specifikke bølgelængdeområder for at maksimere deres ydeevne. Eliminering af bølgelængder, der er irrelevante for enhedens funktion, betyder, at mindre støj passerer igennem til sensoren, hvilket kan hindre dens ydeevne. Dette er grunden til, at signal-til-støj-forholdet er et vigtigt mål i maskinsynsapplikationer.

Da enheder såsom skærme og HMI-paneler er optimeret til det menneskelige øje, er dækglasset til disse typer applikationer designet til at maksimere læsbarheden i det synlige lysspektrum. For disse enheder er funktioner som ridsemodstand, anti-glare eller anti-reflekterende egenskaber, touchscreen-funktionalitet osv. vigtigere at overveje for enhedens ydeevne og levetid. I mange tilfælde er computervisionsapplikationer optimeret til infrarøde bølgelængder med det formål at detektere eller optage bølgelængder i et specifikt område over 780nm. Det er derfor, vi har designet optiske filtre, der maksimerer lystransmission i specifikke nær-infrarøde bølgelængder, såsom 850nm, i denne løsning, vi udviklede til Cognex.

Solaris™ S306

Solaris™ S306 er en af de mest alsidige løsninger til machine vision applikationer, da den maksimerer transmissionen af bølgelængder over 800 nm op til ca. 2000 nm. Denne løsning er fremragende til applikationer, der anvender nær-infrarødt lys, såsom irisscannere, TOF-enheder eller kameraer designet til ALPR (automatisk nummerpladegenkendelse).

Klik her for at se, hvordan vi leverede den perfekte løsning til AVUTECs ALPR-enheder.

Desuden genererer det menneskelige øje og hjerne billeder i høj opløsning med et bredt synsfelt og fremragende følsomhed over for forskellige lysstyrkeniveauer. Kameraerne i computervisionenheder er normalt begrænset af ikke kun et bølgelængdeområde, som nævnt ovenfor, men kvaliteten og opløsningen af komponenterne. I nogle tilfælde kan de også være begrænset i den hastighed, hvormed de kan behandle billeder, hvis computerens hastighed er utilstrækkelig til nogle opgaver.

De ovennævnte egenskaber skyldes primært, at menneskesynet og computer vision har meget forskellige formål. Menneskesyn er et mere alsidigt synssystem og er ikke designet til én specifik opgave. I modsætning hertil er computer vision enheder normalt designet til at gøre én ting rigtig godt, såsom ansigtsgenkendelse, scanning af stregkoder hurtigt og effektivt eller måling af afstanden mellem to punkter på et givet tidspunkt.

Computer vision enheder er også mindre tilbøjelige til fejl, så længe alle aspekter af enheden er veldesignede og implementerede. Dette skyldes, at gode computervisionsapplikationer er mindre tilbøjelige til optiske illusioner, skævheder og perceptuelle fejl på grund af træthed.

Som konklusion har menneskesynet bemærkelsesværdige træk og er en af, hvis ikke den vigtigste af de fem menneskelige sanser at navigere rundt i verden.

Derimod er machine vision højt specialiseret teknologi til at gøre én ting konsekvent og rigtig godt. Du ville ikke stole på, at en machine vision  applikation laver din første kop kaffe om morgenen (medmindre den er designet til det), ligesom du ikke ville forvente, at et menneske aflæser, opbevarer et stort antal nummerplader i en database til fremtidig reference.

Det korrekte optiske filter eller displayrude er afgørende for at forbedre ydeevnen og sikre, at enheden fungerer efter hensigten. Derfor er vi eksperter i at sikre, at dækglasset på din enhed har det rette design og de rigtige funktioner.

Kontakt os gerne næste gang du er på jagt efter et optisk filter eller en displatrude. Vi vil meget gerne hjælpe dig med at vælge den perfekte løsning til dit projekt.