머신비전(Machine Vision)이란?

안녕하세요 AI일잘러 오니입니다 🤖

오늘은 머신 비전에 대한 글을 작성해보았습니다 🖋

그럼 머신 비전에 대해 알아보는 시간을 가져보겠습니다 👌🏻

 

Machine vision is a key technology for Industry 4.0,
enabling machines to see and interpret the world around them
with unprecedented accuracy and speed.
- Dr. Christian Vollrath, CEO of Vision Components

 

✔ 들어가며

  기술이 발전함에 따라 이미지를 캡처하고 분석하는 기능도 발전하고 있습니다. 컴퓨터 비전이라고도 하는 머신 비전은 기계에 시각 정보를 해석하고 이해하는 능력을 제공하는 데 중점을 둔 인공 지능의 한 분야입니다. 오늘은 머신 비전의 정의, 작동 방식, 애플리케이션, 머신 비전이 제공하는 이점에 대해 자세히 살펴봅니다.

✔ 머신 비전이란 무엇인가요?
  머신 비전은 이미지를 인식하고 분석한 다음 수집한 정보를 바탕으로 의사 결정을 내릴 수 있도록 머신을 훈련시키는 인공지능의 하위 분야입니다. 머신 비전은 소프트웨어 알고리즘, 카메라, 센서를 사용하여 이미지를 캡처하고 처리합니다. 머신비전의 목표는 사람이 시각 정보를 인식하고 해석하는 방식과 유사하게 기계가 주변 세계를 보고 해석할 수 있도록 하는 것입니다.

✔ 머신 비전 작동 방식
  머신 비전은 소프트웨어 알고리즘과 하드웨어 장치의 조합을 사용하여 이미지를 분석하는 방식으로 작동합니다. 먼저 카메라나 기타 시각 센서로 이미지를 캡처합니다. 그런 다음 컴퓨터 소프트웨어 알고리즘을 사용하여 이미지를 처리하여 이미지 내의 물체, 패턴 및 기타 특징을 식별합니다. 마지막으로 기계는 이 정보를 사용하여 수집한 데이터를 기반으로 의사 결정을 내리거나 조치를 취합니다.

  머신 비전 프로세스는 다음과 같은 여러 단계로 나눌 수 있습니다:

1️⃣ 이미지 획득
  머신 비전의 첫 번째 단계는 카메라 또는 기타 시각 센서를 사용하여 이미지를 획득하는 것입니다. 그런 다음 이 이미지는 분석을 위해 컴퓨터나 기타 처리 장치로 전송됩니다.

2️⃣ 사전 처리
  이미지를 획득한 후에는 노이즈와 기타 원치 않는 아티팩트를 제거하기 위해 사전 처리를 해야 합니다. 여기에는 이미지 선명화, 대비 향상, 색상 보정 등의 작업이 포함될 수 있습니다.

3️⃣ 특징 추출
  다음 단계는 이미지에서 가장자리, 모서리 및 기타 주요 포인트와 같은 관련 특징을 추출하는 것입니다. 이 작업은 이미지 데이터를 분석하여 이러한 특징을 식별하는 수학적 알고리즘을 사용하여 수행됩니다.

4️⃣ 물체 인식
  주요 특징이 추출되면 기계는 이미지 내의 물체를 인식하기 시작할 수 있습니다. 이 작업은 라벨이 지정된 이미지의 대규모 데이터 세트에 대해 학습된 머신 러닝 알고리즘을 사용하여 수행됩니다.

5️⃣ 의사 결정
  마지막으로 기계는 수집한 정보를 사용하여 분석된 데이터를 기반으로 의사 결정을 내리거나 조치를 취합니다. 여기에는 물체 추적, 탐색, 제어와 같은 작업이 포함될 수 있습니다.

✔ 머신 비전의 애플리케이션
  머신 비전은 제조, 의료, 운송 등 다양한 산업 분야에서 광범위하게 활용되고 있습니다. 다음은 몇 가지 예시입니다:

1️⃣ 품질 관리 및 검사
  머신 비전은 일반적으로 제조 분야에서 생산 중인 제품의 품질을 검사하고 검증하는 데 사용됩니다. 여기에는 결함 확인, 측정값 확인, 제품이 올바르게 조립되었는지 확인하는 등의 작업이 포함될 수 있습니다.

2️⃣ 자율주행 차량

  머신비전의 가장 유망한 애플리케이션 중 하나는 자율 주행 차량 개발입니다. 카메라와 기타 센서를 사용하여 주변 환경에 대한 데이터를 수집함으로써 사람의 입력 없이도 자율 주행 차량이 스스로 의사 결정을 내리고 탐색할 수 있습니다.

3️⃣ 의료 영상
  머신 비전은 의료 분야에서도 엑스레이나 MRI와 같은 의료 이미지를 분석하는 데 사용되고 있습니다. 이를 통해 의사는 환자의 상태에 대한 자세한 정보를 제공함으로써 질병을 보다 효과적으로 진단하고 치료할 수 있습니다.

4️⃣ 보안 및 감시
  머신 비전은 보안 및 감시 시스템에서도 사람과 사물을 감지하고 추적하는 데 사용됩니다. 여기에는 군중 모니터링, 의심스러운 행동 감지, 잠재적 위협 식별과 같은 작업이 포함될 수 있습니다.

✔ 머신 비전의 이점
  머신 비전을 사용하면 다음과 같은 이점이 있습니다:

1️⃣ 효율성 향상
  머신 비전은 품질 관리 및 검사와 같이 수동으로 수행해야 하는 많은 작업을 자동화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이는 기업의 효율성 향상과 비용 절감으로 이어질 수 있습니다.

2️⃣ 정확도 향상
  머신비전은 사람보다 훨씬 빠르고 정확하게 이미지를 분석할 수 있어 오류가 적고 일관된 결과를 얻을 수 있습니다.

 

3️⃣ 안전 강화
  머신 비전은 자율 주행 차량 및 보안 시스템과 같은 애플리케이션에서 잠재적 위험을 감지하고 사용자에게 잠재적 위험을 경고하여 안전성을 개선하는 데 사용할 수 있습니다.

4️⃣ 품질 관리 개선
  머신비전은 생산 공정에 대한 상세한 검사 및 분석을 제공하여 제품이 높은 수준의 품질로 제조되도록 보장할 수 있습니다.

5️⃣ 유연성 향상
  머신 비전을 사용하면 다양한 작업과 환경에 적응하도록 머신을 프로그래밍할 수 있어 더욱 다재다능하고 유연하게 사용할 수 있습니다.

6️⃣ 의사 결정 개선
  머신 비전은 기계에 시각적 데이터를 수집하고 분석할 수 있는 기능을 제공함으로써 다양한 애플리케이션에서 의사 결정을 개선하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

✔ 마치며
  머신 비전은 기계에 시각 정보를 인식하고 분석할 수 있는 기능을 제공함으로써 다양한 산업 분야를 혁신하는 강력한 도구입니다. 제조, 의료, 보안, 운송에 이르기까지 머신 비전은 다양한 분야에서 점점 더 중요한 역할을 하고 있습니다. 머신 비전은 작업을 자동화하고 정확도를 높이며 안전성을 향상시킴으로써 기업과 조직이 그 어느 때보다 효율적이고 효과적으로 작업할 수 있도록 돕고 있습니다.

❓ FAQ
1️⃣ 머신 비전과 컴퓨터 비전의 차이점은 무엇인가요?
  머신 비전과 컴퓨터 비전은 종종 같은 의미로 사용되지만, 머신 비전은 일반적으로 산업 자동화 및 제어 분야의 컴퓨터 비전 애플리케이션을 의미하며, 컴퓨터 비전은 로봇 공학, 증강 현실 등의 애플리케이션을 포함하는 더 넓은 범위를 포괄합니다.

2️⃣ 머신 비전과 관련된 과제는 무엇인가요?
  머신 비전과 관련된 몇 가지 과제로는 저조도 조건, 조명의 변화, 오클루전, 노이즈 등이 있습니다.

3️⃣ 머신 비전을 얼굴 인식에 사용할 수 있나요?
  네, 머신 비전을 얼굴 인식에 사용할 수 있지만 이 기술을 사용할 때는 윤리적 고려 사항이 있습니다.

4️⃣ 머신비전의 한계는 무엇인가요?
  머신비전의 몇 가지 한계로는 고품질 이미지가 필요하다는 점, 조명과 조건의 변화에 대처하기 어렵다는 점, 특수 하드웨어와 소프트웨어가 필요하다는 점 등이 있습니다.