Vision-Funktionen in der Medizin
Die Maschine sieht zu
Das Internet der Dinge kann die Art und Weise revolutionieren, in der eingebettete Systeme miteinander kommunizieren. In ähnlich weitreichendem Maße könnte sich auch völlig ändern, wie sie mit uns kommunizieren – der Schlüssel ist der Gesichtssinn. Doch »Vision« ist keine einfache Angelegenheit.
Systeme, die ihre Funktionen und Leistung dem Fähigkeitsniveau, Geschlecht, Alter und sogar der Stimmungslaune des Nutzers anpassen, sind noch Zukunftsmusik. Trotz verschiedener Fortschritte beim Design ergonomischer Benutzerschnittstellen wird vom Anwender immer noch erwartet, dass er sich der Maschine anpasst. Ein System stellt den Nutzer vor die gleichen Optionen, egal wie alt er ist, welches Geschlecht er hat und in welcher Verfassung er sich befindet, und antwortet nur auf sehr spezifische Anweisungen – eine Berührung des Bildschirms, die Eingabe eines Textes, ein verhältnismäßig gezielt ausgesprochener Befehl. Der Grund ist: Vision ist recht schwierig.
Die erfolgreiche Integration von Vision-Funktionen in ein eingebettetes System hängt kritisch von der Güte der eingesetzten Gesichts- und Gestenerkennungsalgorithmen ab, ein verlässliches Ergebnis zu liefern, ohne übermäßig viel Systemressourcen zu verbrauchen. Ausgereifte Algorithmen sind jedoch prozessor- und speicherintensiv, sodass zusätzliche Visionfähigkeiten nach zusätzlichen Systemressourcen verlangen. Zur Integration einer Kamera und Linse sind Kenntnisse in optischem Design erforderlich, ein Gebiet auf dem sich wenige Integratoren wohlfühlen. Diese müssen auch die Genauigkeit und Konsistenz der ausgegebenen Ergebnisse einschätzen und sicherstellen, dass das Vision-Modul für die beabsichtigte Anwendung richtig kalibriert wurde.
Die Kernsoftware
Bei »HVC« von Omron handelt es sich um ein Vision-Modul, das speziell für Embedded-System-Anwendungen konzipiert wurde, in niedrigen Stückzahlen erhältlich ist und von jedem Designer recht einfach integriert werden kann, ohne dass er die komplexen Algorithmen verstehen muss, die zur Erkennung von Gesten, Gesichtern, Mienen oder der optischen Gestaltung notwendig sind. Das Modul ist eine voll integrierte, steckerfertige Komplettlösung. Der Entwickler muss lediglich die ausgegebenen Daten in seinem System weiterverarbeiten, damit es angemessen reagiert (Bild 1).
Das Gerät basiert auf Omrons Software »OKAO Vision«, einem bewährten Satz von Bilderkennungsalgorithmen, der in Digitalkameras, Mobiltelefonen und Überwachungsrobotern auf der ganzen Welt verwendet wird. HVC integriert zehn Bildverarbeitungsfunktionen (Bild 2), eine Kamera und eine externe Schnittstelle. Produktentwickler können aufgrund der Erfassung von Gesicht, Hand oder Körper eines Menschen Funktionen wie Gesichts- und Geschlechtserkennung, Einschätzung von Alter und Gemütsverfassung, Gesichtsausdruck, Blickrichtung und Blinzeltätigkeit implementieren. In jedem Fall gibt das Modul einen Wert zusammen mit einem Grad der Sicherheitsvermutung aus, sodass der Programmierer das Ansprechverhalten für jede individuelle Anwendung richtig konfigurieren kann.
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