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Visão computacional: conceito e aplicações

O que pode ser feito com esse subcampo da Inteligência Artificial.

Introdução

A visão computacional faz parte da inteligência artificial (IA), já que busca uma modelagem da visão humana, com a intenção de replicar suas funções, por meio da tecnologia. Permite que computadores e sistemas extraiam informações significativas de imagens digitais, vídeos e outras entradas visuais e ajam ou façam recomendações com base nessas informações. Se a IA permite que os computadores pensem, a visão de máquina permite que eles vejam, observem e entendam.

A visão de máquina funciona muito como a visão humana, exceto pela vantagem que o humano tem uma vida inteira de contexto para treinar como distinguir objetos, a que distância eles estão, se estão se movendo e se há algo errado com uma imagem.

A visão computacional treina as máquinas para executar essas funções, mas precisa fazer isso em muito menos tempo, com câmeras, dados e algoritmos em vez de retinas, nervos ópticos e córtex visual. Entretanto, como um sistema treinado para inspecionar produtos ou visualizar um ativo de produção pode analisar milhares de produtos ou processos por minuto, detectando defeitos ou problemas imperceptíveis, ele pode ultrapassar rapidamente as capacidades humanas. Isso é uma vantagem tremenda!

A visão de máquina é uma das tecnologias fundadoras da automação industrial. Ela ajudou a melhorar a qualidade do produto, acelerar a produção e simplificar a fabricação e a logística por décadas. E agora, essa tecnologia comprovada é combinada com inteligência artificial para liderar a transição para a indústria 4.0.

O que é visão computacional?

A visão computacional é um dos ramos da inteligência artificial e do aprendizado de máquina que busca replicar a capacidade da visão humana, ensinando padrões em algoritmos armazenados em software.

O objetivo da visão computacional não está apenas focado em imitar a visão, mas em ter a percepção do que se vê e entender associando o sentido que o ser humano dá ao que vê.

Fonte: https://acervolima.com/uma-rapida-visao-geral-da-visao-computacional/

 

Como funciona a visão computacional?

 

A tecnologia de Visão Computacional tende a imitar a maneira como o cérebro humano funciona.

Mas como nosso cérebro resolve o reconhecimento visual de objetos? Uma das hipóteses populares afirma que nosso cérebro depende de padrões para decodificar objetos individuais. Este conceito é usado para criar sistemas de visão computacional.

Os algoritmos de Visão Computacional que usamos hoje são baseados no reconhecimento de padrões. Nós treinamos computadores em muitos dados visuais, computadores processam imagens, rotulam os objetos nelas e encontram padrões nesses objetos. Por exemplo, se enviarmos um milhão de imagens de flores, o computador as analisará, identificará padrões semelhantes a todas as flores e, ao final desse processo, criará um modelo de “flor”. Como resultado, o computador será capaz de detectar com precisão se uma determinada imagem é uma flor cada vez que enviarmos imagens para ela.

Os métodos e técnicas de Deep Learning transformaram profundamente a Visão Computacional, juntamente com outras áreas da Inteligência Artificial, a tal ponto que para muitas tarefas seu uso é considerado padrão. Em particular, as redes neurais convolucionais (CNNs) alcançaram resultados além do estado da arte usando técnicas tradicionais de Visão Computacional.

 

Fonte: https://www.intellectia.co/artificialvision.html

 

TRADUÇÃO: Fase 1 – Adquirir imagens e/ou vídeos e preparar dados relevantes.
Fase 3 – Treinar os algoritmos.
Fase 4 – Comprovar os algoritmos treinados.

 

Abaixo estão listadas quatro etapas que descrevem uma abordagem geral para a construção de um modelo de Visão Computacional usando redes neurais convolucionais (CNNs):

A estratégia é simples, mas serve bem ao propósito. Essa abordagem, conhecida como Aprendizado Supervisionado, requer um conjunto de dados que englobe o fenômeno que o modelo precisa aprender.

Modelo de redes neurais convolucionais (CNNs):

Fonte: https://viceri.com.br/insights/arquiteturas-de-redes-neurais-convolucionais-para-reconhecimento-de-imagens/

 

Fonte: https://blog.dsacademy.com.br/o-que-e-visao_computacional/

Exemplos de aplicação de visão computacional

Abaixo um exemplo do IBM Insights mostra como ocorre a detecção de objetos. O conjunto de dados é criado ao extrair frames de um vídeo. Observe que os carros são identificados manualmente em uma seleção de frames ao arrastar uma caixa em volta de cada um. Depois de um pouco de rotulagem manual, a autorrotulagem e o aumento de dados são usados para multiplicar seus esforços manuais.

Fonte: https://www.tecmundo.com.br/software/155645-introducao-visao-computacional.htm

Aplicações da visão computacional

Há muita pesquisa sendo realizada no campo da visão computacional. Os aplicativos do mundo real demonstram a importância da visão de máquina em aplicativos para negócios, entretenimento, transporte, saúde e tarefas diárias. Um dos principais impulsionadores do crescimento desses aplicativos é a enxurrada de informações visuais geradas por smartphones, sistemas de segurança, câmeras de trânsito e outros dispositivos com instrumentação visual. Com esses dados, é possível desempenhar um papel mais proeminente em diferentes setores, mas atualmente não são usados. A informação cria um banco de teste para aplicações de visão de máquina de treinamento e uma plataforma de lançamento para sua integração em várias atividades humanas, veja alguns exemplos de aplicação:

Vantagens de aplicar visão computacional

Existem grandes vantagens inerentes à aplicação da visão computacional para a gestão ou execução de processos em qualquer negócio, entre elas:

 

A capacidade de “ver” torna-se tão útil para os equipamentos industriais quanto para qualquer ser vivo, já que a tomada de decisão inteligente decorre dessa propriedade, baseada em dados que podem mudar ao longo do tempo.

Devido à visão computacional, os equipamentos tecnológicos estão cada vez mais versáteis, eficazes e próximos da visão do modelo ideal de produção 4.0.

O futuro está só começando

As máquinas já podiam “ver” antes da IA ​​e do aprendizado de máquina. Essa mudança, de máquinas capazes de automatizar tarefas simples para máquinas autônomas capazes de ver além do que o olho humano pode ver e pensar por si mesmas para otimizar elementos por períodos mais longos, impulsionará novos níveis de inovação industrial.

Pode parecer ficção científica, mas a visão de máquina inteligente já está funcionando nas fábricas, armazéns e centros de expedição de hoje, auxiliando e ajudando os trabalhadores humanos nas tarefas mais mundanas para que possam colocar suas habilidades em prática.

A visão de máquina e a automação industrial oferecem dividendos imediatos na forma de aumentos de produtividade, controles de qualidade mais rígidos e maior eficiência. Como elemento fundamental nas tecnologias da Indústria 4.0, a visão de máquina está transformando a manufatura, a logística e as operações.

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