Sistemas de visión "frameless", procesado hardware aer y procesado de la información mediante eventos

Resumen

La democratización de las cámaras de visión en nuestra vida cotidiana ha tomado fuerza pues cada vez son más pequeñas, con procesamiento más potente y menor consumo de energía, facilitando su implementación en diferentes dispositivos de tamaños que hasta hace pocos años se creía imposible y que ahora encontramos en casi cualquier lugar. Existen aplicaciones de visión artificial en las que el desempeño apenas se ha visto mejorado en las últimas décadas, aquellas en las que prima la velocidad de procesamiento más allá de la resolución y calidad de la imagen. Estas aplicaciones las abarca principalmente el sector de la industria de la manufactura y procesos, con aplicaciones de lectura de código de barras, inspección de calidad, inspección de montaje, guiado y posicionamiento de robots. Todo ello supone que los sistemas de visión artificial industrial sean aún un campo por explorar y mejorar. Los sistemas de visión basados convencionales basados en fotogramas son los que se montan en casi cualquier cámara. Estos sistemas distan mucho de la forma en la que los organismos biológicos con ojos ven, pues los primeros necesitan de un disparo para la captura de una matriz de píxeles, mientras que los segundos capturan la información de manera continua sin necesidad de ningún disparo, es decir, sin tener que crear una matriz de píxeles a cada instante, creando un flujo continuo de información. La tendencia de todos los circuitos electrónicos integrados a ser más pequeños y con mayores capacidades han facilitado que los píxeles también se vean beneficiados de estos avances. Con esto se han podido crear sistemas que hace 30 años se tenían ya en mente pero que la tecnología del momento no permitía hasta hace apenas algunos años, como lo son las cámaras basadas en eventos, que tienen un enfoque bio-inspirado neuromórfico. Esta tecnología de cámaras es más semejante a cómo funciona el ojo, produciendo estímulos, impulsos o eventos según los cambios de intensidad de iluminación, los cuales son transmitidos a una unidad de procesamiento utilizando generalmente una codificación para la representación de eventos. Esta tesis describe el trabajo realizado para aprovechar características de estos dispositivos generadores de eventos, con especial énfasis en los dispositivos de visión, en sector el industrial tratando su procesamiento y transmisión. Para lograr esto se inicia convirtiendo sensores convencionales a generadores de eventos, se proponen algoritmos procesamiento de la información en eventos con principal interés en las necesidades que el sector industrial requiere, y finalmente se implementa un sistema generador de eventos en convergencia con un sistema de automatización. Los resultados comparativos de esta tecnología bio-inspirada son alentadores en cuanto a prestaciones que pueden causar un impacto benéfico al sector. Tiempo de respuesta y menor sensibilidad a variables no controlables son las características sobresalientes que arrojan los resultados. Invitando a más investigadores y fabricantes de equipo industrial a desarrollar innovaciones en donde converjan los sistemas neuromórficos y los industriales beneficiándose de cualidades que hasta el día de hoy los dispositivos convencionales no tiene o resultan costos en cuanto a recursos.