Mike-Blog Март 2007      

 

 

04.03.2007  Что делать в грудничковый день - 28

 

Дело спорилось в руках мастера! Пилюлькин достал из авоськи батон "нарезного", ловким движением разрезал его параллельно плоскости стола, брикетик масла  распилил на 8-ми миллиметровые дольки и выложил ими нижнюю часть кулинарной конструкции. Залил сантиметровым слоем черносмородинного варенья, затем впечатал туда колбаску, сырок и сосисочные кружочки. Сверху покрыл ровным слоем солёных огурцов и другой зелени, заправил майонезом, кетчупом, горчицей с хреном, слегка поперчил и... - задумался!  "Эх - гулять, так гулять!!!" - воскликнул доктор и навалил сверху жаренной картошки с курицей (в молодости он обожал к/ф "Девчата")! Двухлитровая кружка чая уже заварилась, Пилюлькин взял головку кускового сахарку - чтоб в прикуску, максимально разинул рот, закатил глаза и...

Как назло зазвенел звонок! "Футы-нуты, кого ж нелёгкая принесла, перекусить не дают!" - чертыхнулся доктор, открывая входную дверь. Глаза его полезли на лоб - на пороге стояли странного вида кибер-штуковины: "Товарищ Пилюлькин? Так точно! С вещами - на выход! Вот ордер на арест!!!". "А удостоверение - предъявите! Пожалуйста!" - ответила робо-цапля, выдвигая корочки на телескопическом манипуляторе. Там было синим по зелёному написано - "Искусственный интеллект на службе у милиции".  Затем доктор взял ордер и окончательно обалдел:

 В Тюмени в распоряжение оперативников поступил компьютерный мозг отечественного производства. Он способен не только анализировать, но и принимать решения. На вызов система отправляет ближайшую к месту происшествия патрульную машину.

"О господи, так в чём же я провинился?" - изумлённо крякнул доктор. "А Вы бутерброд неправильно делаете - не по ГОСТ-у! У нас с этим строго!" - рявкнули пришельцы, вламываясь в квартиру. "Да как же вы меня запеленговали-то?  У нас параболические руки, длинные уши и развесистые глаза, собирайтесь!!!" - отрезали незваные гости. Пилюлькин ещё раз глянул в ордер:

Если говорить о реагировании, то трудно поверить, но здесь 100 процентная раскрываемость. Если гражданин своевременно позвонил, система помогает нам быстро и оперативно среагировать.Система делает анализ по видам, по времени и месту совершения преступлений. Это позволяет правильно маневрировать силами.

В голове доктора мгновенно созрел коварный план: "Может быть - чайку! Не положено! Ну, тогда по маленькой! Мы на службе! А может вам подзарядиться надо? Да уж - не отказались бы! Милости прошу - 220 устроит? В самый раз!". Пилюлькин провёл их на кухню: "Вот розеточки, пожалуйста, а я пока пойду - вещички соберу!". Робокопы воткнули вилки и блаженно распластались на угловом диванчике. А доктор быстро выключил все электроприборы, прихватил инструмент и тихо прокрался на лестничную площадку - к электрощитку. Там он отработанными движениями перекинул клеммы на 380 вольт, сказал - "аминь" и врубил рубильник! С кухни запахло жаренным. "Тоже мне - искусственный интеллект! Павлины, говоришь! Да супротив биомозга..." - разошёлся Пилюлькин, выкидывая в мусоропровод обгорелые железные останки! Остался лишь ордер, концовка которого подняла доктору настроение:

Впрочем, как выяснилось, не все тюменцы довольны нововведением. Влюбленных камеры на бульваре смущают гораздо больше, чем живые милиционеры.

"Всё - с этим покончено!" - воскликнул, с чувством преисполненного долга, Пилюлькин. Затем он сунул сахарок за щёку, одной рукой взял чашку с чайком, другой - бутерброд и вышел на балкон. Пахнуло свежестью, собравшиеся внизу влюблённые парочки закатили овацию и начали целоваться - напропалую!!! В знак приветствия, герой дня помахал им сэндвичем, а потом откусил добрую его половину. От счастья Пилюлькин запел, однако из набитого рта вырывались лишь нечленораздельные звуки - "Papa-Oom-Mow-Mow" (Beach Boys,1965). Было очень вкусно - пришла Весна!!!

 

 

07.03.2007  Видеодетекторы

 

Ну что ж, пора бы нам поговорить о видеодетекторах. Уж три года прошло с  с тех пор, как посчастливилось мне написать трилогию "Видеодетекторы - взгляд изнутри". Многое изменилось, кое-что забылось, да и ситуация на рынке (в плане идеологии) совсем не туда - зарулилась! Начнём с глобального вопроса - а на кой чёрт эти видеиодетекторы нужны! И так вроде всё "хорошо"! Так и порешим - ещё один праздник отгуляем и начнём. 

 

 

08.03.2007  You And Me или - с Праздником!

 

Дорогие женщины, причём особенно, из сферы безопасности! У вас ведь год - за пять, а может быть и того больше, вредность имеет место быть! Развелось тут, мужиков крутых - дальше некуда!  Всё друг с другом бодаются, а о прекрасной половине - забыли! Ну тогда и мне позвольте - реализовать затерянное! Истина проста, да где ж вы будете - ребяты (мужланы-бизнесманы-муны), если лишитесь заботливых женских рук, которые перелопачивают до 99.9% задуманного! Оставшеюся, одну десятую процента - отношу к заслуге государства. Хотя и это - перебор! Вы уж нас, дорогие женщины - простите, да гоните всех в шею, кроме меня!  Поскольку я - особенный, люблю вас максимально! Гадом буду - шоб я cдох!!! Вот и станем миловаться - вы и я, иль послушайте "You And Me"! Великий лирик и рок-гуманоид - Alice Cooper, дарит вам свою душу! Присоединяюсь!!!

 

 

10.03.2007  Видеодетекторы - 2

 

Праздник отгуляли, однако выходные ещё не закончились! Поэтому получайте домашнее задание - почитайте мою очередную статью, опубликованную в журнале СБ (N1, 2007)  "IP-революция II". Соберитесь с силами и осильте сразу всё со всеми ссылками - залпом! Там не так уж и много, зато в таком - концентрированном виде количество перерастёт в качество! Вам откроется очень интересная картина - загляните в будущее IP-революции. Поскольку там - "за бугром" она опережает нашу. Типа, как в сериале "Santa Barbara", который крутили в 90-ых. Мы тогда в Италию на заработки поехали. А там показ опережал наш на пару сотен серий, Вот и начали наши мужики в телефонных разговорах интриговать домашних, типа "А знаешь с кем Круз-то сошёлся...". Хоть всё и шло на итальянском! Ну тогда и я применю такой же приём - приведу пару абзацев из своей же статьи (желтеньким Крэйг Дональд):

Системы, стоящие много миллионов долларов, по-прежнему основываются на способности операторов обнаруживать происшествия и способности менеджеров организовать такое обнаружение должным образом. Система видеонаблюдения без эффективного механизма обнаружении подобна автомобилю, двигатель которого включен, но сам он никуда не движется. Все работает, но ничего не достигается!

Вот она, глубочайшая мысль - обнаружение!!! Таким образом, видеодетектирование это – и не “интеллектуальный” кураж, и не пиарная блажь, а насущная необходимость!

 

 

13.03.2007  Видеодетекторы - 3

 

Итак, с глобальными вопросами идеологического характера пока повременим. Однако по ходу темы будем периодически к ним возвращаться и делать что-то типа концептуальных выводов. А пока слегка образмерим задачу - "ДЕТЕКТОР ДВИЖЕНИЯ – ЧТО ЭТО?". Именно этот параграф и прочитайте. Теперь перейдём к вопросам алгоритмической реализации, а как они - ВидеоДетекторы устроены. Естественно, лучше всего я знаю наши, поскольку сам их и придумывал. А вот что творится в других - приходится только догадываться. Секретное ноу-хау, отнюдь! Но всё ж мир не без добрых людей - лет 6 назад была опубликована статья "Интеллектуализация информационных технологий в классе видеомониторинговых охранны систем. Проблемы антитерроризма и обеспечение безопасности: решения и перспективы". Там даже патент имеется. Это классический пример того, что можно напридумывать в плане "научного подхода" к проблеме. С тех пор особо ничего и не изменилось. Так вот, другие добрые люди попросили меня прокомментировать изложенные подходы, что я тогда с огромным удовольствием и сделал!

 

 

19.03.2007  Видеодетекторы - 4

 

Что-то я загулял! Но была уважительная причина - День Парижской Коммуны (вчера)! А ещё *IP-революция - III". Всё для вас - дорогие читатели! Ну, как - прочитали "разборки". Давайте я сначала расскажу, что при видеодетектировании - не надо делать, а потом перейдём и к нашим подходам. Итак, первым делом - противопоказано работать по индивидуальным пикселам, типа точечного детектора. Они шибко сильно "гуляют" по причине - флуктуаций освещения, квантовых шумов и просто помех. Необходимо осуществлять обработку определённой смежной области - апертуры, чтобы понять, принадлежит ли данный пиксел, например, к контуру. И это надо делать для всех точек изображения - в скользящем режиме, а не интегрально для квадратно-гнездовых областей фрэйма. Поверьте - это азы. Второе - ни в коем случае не вычислять межкадровую разность! После этой процедуры полностью потеряете индивидуальность кадров. А кроме того, начинаются проблемы с медленными движениями - разность становится крохотной. Именно на медленных тестах и завалилось большинство систем - посмотрите соответствующие материалы. Или просто включите какую-нибудь камеру иль мультиплексор со встроенным детектором. Пока не взмахнёшь рукой, как саблей - красный квадрат (не путать с работой Малевича) не появится! А так можно хоть слона медленно внедрять!

 

 

22.03.2007  Видеодетекторы - 5

 

А почему так происходит? А потому что, межкадровая разность (при одной и той же скорости объекта) становится всё менее заметной с увеличением темпа контроля. При 25-ти кадр/с можно вообще ничего не поймать, а на 3-ех кадр/с вроде что-то появится. Тогда некоторые алгоритмисты поступают следующим образом - не обновляют текущее эталонное значение до тех пор, пока не сработает детектор, т.е. перезаписывают опорный фрэйм. Однако, так можно дождаться глюка от изменения самого фона (светлеет, темнеет, облака). А кроме того возникает другая проблема. Если в поле зрения несколько объектов, то всегда будет детектироваться только самый быстрый из них (естественного в угловых скоростях).  Тогда  начинают мудрить ещё круче - организуют сразу несколько каналов вычисления межкадровой разности с разными дельтами по времени. Короче, всё разрастается как снежный ком. И возникает делема - что считать фоном, а что объектом. Угу - только распознавания ещё и не хватало! Но самое интересное состоит в том, что некоторые объекты остановившись, по логике вещей должны сами превратиться в фон. Всё это мы перепробовали - толку никакого!!! Вот тогда и решил я поизучать слегка нейрофизиологию, поскольку самые совершенные видеодетекторы придумала - Матушка Природа!!!

 

 

24.03.2007  Видеодетекторы - 6

 

Итак, начнём потихоньку - с глаза. Сразу привожу фразу из собственного произведения:

Думаю для большей ясности, надо немного рассказать об устройстве глаза, а именно о его видеосенсоре - сетчатке.  Опустим физиологические подробности, главное - это геометрия распределения светочувствительных элементов, коими  являются палочки (про колбочки, воспринимающие цвет, говорить не будем, поскольку их всего 6 миллионов, что в 20 раз меньше). Распределены они крайне неравномерно, причём наиболее густо представлены,  в так называемой “центральной ямке”.  Чтобы было понятно -  перевод этой зоны высокого разрешения на рассматриваемый объект, равносилен “наезду” трансфокатора с 30-35-кратным увеличением.

Все эти данные я позаимствовал у великого нейрофизиолога, лауреата Нобелевской Премии Дэвида Хьюбела из его работы "Глаз, Мозг, Зрение" - фантастическая книга с картинками. Кому интересно - почитайте, очень увлекательно. Ну, а если времени нет, приведу ещё пару фактов оттуда же, но своими словами. Во первых, сетчатка - это часть мозга вынесенная на периферию, причём уже на её уровне осуществляется неслабая обработка. Ещё лет 50-60 назад считали, что зрительный нерв просто передаёт информацию с рецепторов (палочек и колбочек) прямо в мозг! Цепляли микроэлектроды и тихо обалдевали - ни прямая фоновая засветка, ни даже магниевая вспышка не давали никакого эффекта. Это вам не фотодиоды с проводами И лишь потом установили, что нейронная активность начинается при предъявлении специфических световых стимулов - светлых или тёмных пятнышек! Во-вторых, выяснилось, что  аксонов (выходов с ганглиозных клеток), составляющих зрительный нерв, всего-то около миллиона при том, что самих рецепторов около 125 миллионов. Куда что делось? 

 

 

26.03.2007  Видеодетекторы - 7

 

Что же "видит" каждая ганглиозная клетка, т.е. какая информация передаётся по аксонам зрительного нерва? Появляется понятие - рецептивное поле. Снова отсылаю к вышеназванной книге (стр. 50):

Термин рецептивное поле в узком смысле означает просто совокупность рецепторов, посылающих данному нейрону сигналы через один или большее число синапсов. В зрительной системе это всего лишь некоторая область сетчатки...

Ну а дальше - сами почитайте. Короче, в зрительной системе человека рецептивные поля имеют форму круга с противоположенными по знаку воздействиями в центре и периферии. Причём это не означает, что все сигналы от рецепторов в центре просто суммируются с одним знаком, а от периферийных - с другим. Нет, они ещё перемножаются на коэффициенты. Если построить их 3D- график, то получится что-то типа мексиканской шляпы. Сумма всех коэффициентов равна нулю! Вот почему фоновая засветка, в том числе и магниевой вспышкой, не давали никаких результатов. Далее, эти рецептивные поля не напиханы бок о бок друг другу встык, а расположены с сильных перекрытием, покрывая всё поле сетчатки. Более того, они ещё отличаются и по размерам. В одной из моделей зрения человека (построенной на базе нейрофизиологических исследований) предполагается наличие 4-ёх типоразмеров рецептивных полей. Они увеличиваются линейно, примерно  с коэффициентом 2. Таким образом, наше зрение многоканально - мы как бы "видим" одновременно несколько картинок с разным пространственным разрешением. Такие вот чудеса! В следующий раз покажу как это примерно выглядит.

 

 

28.03.2007  Видеодетекторы - 8

 

Буду измываться над самим собой - беру свою фотку из своей же статьи про практическую плоскость в видеодетектировании. Вот такой простой я человек - всё испытываю на себе, как врач-вирусолог! Тут я пальцем шевелю (красненьким - детектор сработал):

 

 

А теперь пропускаю сие через три "мексиканские шляпы" с приблизительным наружным диаметром (размер рецептивного поля) - 10, 20 и 40 пиксел соответственно:

 

 

 

 

Во чё получилось! Ещё раз повторяю - это лишь иллюстрация, сами фрэймы имеют идиотский формат 367х275 пиксел. Ну, вот так в статью легло, когда резал. А кроме того, ещё JPEG-ом ужаты - это из гуманистических порывов, чтоб не качать много. Не у всех ведь выделенка скоростная! Конечно тут не 4 канала, а только три - у глаза разрешение покруче будет! Да и геометрия расположения рецепторов отнюдь не квадратно-гнездовая. Вы пока полюбуйтесь, да слегка подумайте, а я в следующий раз - комментарий выдам.

 

 

30.03.2007  Видеодетекторы - 9

 

Так вот, сия процедура называется полосовой фильтрацией. Что-то типа эквалайзера, только не для звука, а для изображений, которые так же можно разложить на частоты. Только пространственные. Чем выше частоты - тем за более мелкие детали они в ответе, но и не только. Высокие частоты содержатся и на границах крупных объектов, где скачкообразно меняется яркость. Теперь о "мексиканской шляпе". По научному она называется - лапласиан от гауссиана. Этот оператор обладает сразу двумя свойствами - интегрирующим и дифференцирующим. Первое помогает давить шумы и помехи типа "снега", второе - подчёркивает контуры. А они нам как раз и нужны! Если контуры стоят на месте - значит движения нет. Обратите внимание - полосовая фильтрация ещё уничтожает постоянную составляющую!  Ну, это когда меняется освещённость - солнце за облако уехало, фонари моргают и т.д. А как же всё это работает? Над изображением выполняется процедура свёртки. Например в нашей системе MegaSense  берётся ядро размером 13х13 пиксел, в котором заданы коэффициенты "шляпы". Далее это ядро ездит по всем без исключения точкам входного изображения. Встали на точку да вычислили сумму произведений коэффициентов на значения окрестных пикселов - записали в выходной фрэйм (в одноимённую точку), сместились - снова вычислили и так до упора. Естественно возникает вопрос - а у процессора морда не треснет с перенапряга?

 

Взад