VKIST snímání obličeje: Software pro sběr dat obličeje z více úhlů pro výzkum a vývoj umělé inteligence

V kontextu stále široce aplikovaného využití technologií rozpoznávání obličejů a 3D modelování obličejů v mnoha oblastech, jako je bezpečnost, zdravotnictví , elektronické obchodování a osobní bezpečnost, se stává naléhavou potřeba vybudovat strukturovanou, rozmanitou a rozsáhlou databázi snímků obličejů. Jednou z hlavních výzev dneška je, jak shromažďovat obrazová data s konzistentní kvalitou, za různých světelných podmínek a z mnoha úhlů snímání, a zároveň zajistit přesnost klasifikace a ukládání dat.

Aby se tento problém vyřešil, vyvinul výzkumný tým Vietnamsko-korejského institutu vědy a techniky (VKIST) software pro snímání obličeje VKIST, nástroj, který podporuje simultánní ovládání systému sestávajícího z několika digitálních fotoaparátů a světelných modulů a umožňuje shromažďování, označování a ukládání dat o obrazu obličeje v reálném čase.

Řešení pro sběr a zpracování dat obrázků obličejů

VKIST capture face je programován v jazyce C#, disponuje uživatelsky přívětivým rozhraním ve vietnamštině, snadno se integruje a rozšiřuje.

Snímání obličeje pomocí VKIST umožňuje dálkové ovládání oblíbených digitálních zrcadlovek Nikon a Canon, jako jsou 5DmarkII, 5DMarkIII, 6DMarkII, 1500D, 2000D, D60, D3000, D5100, D7100, D4, D800..., a to prostřednictvím rozhraní USB a protokolu RS232. Uživatelé mohou provádět operace, jako je prohlížení živého obrazu (Live View), úprava technických parametrů (clona, rychlost závěrky, ISO), ovládání simultánního pořizování fotografií a přenos fotografií do počítače v reálném čase.

Software zejména podporuje simultánní ovládání více kamer – což je zásadní funkce v systémech sběru obrazových dat z více úhlů. Softwarové rozhraní je ve vietnamštině a je navrženo v samostatných funkčních blocích pro snadné použití a snadnou integraci do složitých systémů.

Rozhraní softwaru VKIST pro snímání obličeje (obrázek 1) je rozděleno do samostatných bloků s funkcemi popsanými na obrázku 2. Jazyk zobrazený v softwaru je vietnamština.

Rozhraní softwaru pro snímání obličeje VKIST.

Schéma hlavních funkčních bloků softwaru.

Snímání obličeje pomocí VKIST také integruje schopnost ovládat intenzitu světla osvětlovacího systému přenosem dat z konfiguračních souborů do obvodu pro řízení světla. Díky tomu je světelné prostředí během procesu snímání přesně řízeno, což zajišťuje konzistentní kvalitu obrazu, což je klíčový faktor v aplikacích umělé inteligence.

Kromě toho je v tomto softwaru integrována i funkce řízení intenzity světla. Uživatelé stačí zadat dostupný soubor s parametry intenzity světla, poté software načte data a přenese parametry do obvodu řízení intenzity světla. Odtud pak mohou přesně regulovat množství světla v okolním prostředí.

Další výhodou je možnost automatického označování dat podle struktury, což zefektivňuje proces správy, načítání a trénování modelů umělé inteligence. Software podporuje možnosti režimu ukládání dat (lokálně u kamery, ukládání do počítače) a klasifikaci dat podle předem definovaných scénářů.

Další vynikající funkcí je možnost automatického označování obrázků podle předem určené struktury, což výrazně šetří čas ručního klasifikování. VKIST face capture umožňuje konfigurovat způsob ukládání obrázků: Podle složky, podle objektu, podle typu výrazu nebo jiných variant, jako je nošení brýlí, nošení roušek, změna účesu...

Software navíc podporuje několik režimů ukládání dat – včetně sekvenčního nahrávání, přepisování nebo ukládání na kameru před přenosem na server. To pomáhá systému flexibilně zpracovávat velké množství snímků a minimalizuje riziko ztráty dat nebo problémů během provozu.

Výzkumná platforma pro umělou inteligenci a tvorba rozsáhlé databáze obličejů

Tento software se v současné době používá v systému sběru dat o obličejích, který nasadila organizace VKIST. Systém zahrnuje 33 digitálních zrcadlovek Canon, 20 nastavitelných světelných modulů, železný rám pro umístění kamer a osvětlení kolem polokoule a tři výkonné počítače s monitory a softwarem pro řízení systému. S tímto systémem shromažďuje a buduje databázi obrázků obličejů přibližně 500 lidí (přibližně 5 milionů fotografií) a nadále shromažďuje další data.

*Vzorek dat z více úhlů obrazu obličeje byl proveden pomocí softwaru VKIST pro snímání obličeje.*

Software byl použit ve spolupráci s Korejským institutem vědy a techniky (KIST) ke sběru dat o obličejích více než 1 000 Vietnamců. Tato databáze obsahuje přibližně 10 milionů fotografií s různými výrazy obličeje, jako jsou normální, šťastný, smutný, vyděšený, rozzlobený, překvapený, podrážděný a s překrytými doplňky, jako jsou masky, brýle, klobouky a paruky, za různých světelných podmínek.

*Softwarové rozhraní s kompletní specifikací.*

Data shromážděná ze systému pomocí softwaru pro snímání obličeje VKIST byla a jsou používána v mnoha směrech výzkumu a technologického vývoje:

3D modelování obličeje z 2D fotografií z více úhlů,

Zvyšovat přesnost technologie rozpoznávání obličeje za deformovaných podmínek (zatemnění, komplexní osvětlení),

3D laserové gravírování obličejů na sklo jako suvenýry,

Rekonstrukce obrazů tváří zesnulých lidí ze starých fotografií sloužících kulturním a historickým archivním účelům,

Aplikace v elektronickém obchodování, lékařské estetice, rozšířené realitě.

Vývoj a aplikace snímání obličeje pomocí VKIST nejen pomáhá VKIST převzít iniciativu při budování rozsáhlých databází, ale také přispívá ke zlepšení výzkumné kapacity v oblasti počítačového vidění a umělé inteligence ve Vietnamu – klíčových oblastech čtvrté průmyslové revoluce.

Zvládnutí a osvojení softwarové technologie pro řízení specializovaných hardwarových systémů – zejména optických systémů s více zařízeními – hraje důležitou roli při budování domácích platforem umělé inteligence vhodných pro antropometrické charakteristiky Vietnamců.

Snímání obličeje pomocí VKIST je demonstrací vývoje high-tech softwarových nástrojů pro výzkum a nasazení systémů počítačového vidění ve Vietnamu. Zvládnutí technologie řízení a synchronizace systémů pro sběr obrazových dat ve velkém měřítku bude důležitým základem pro podporu kapacity pro rozvoj umělé inteligence v zemi, zejména v oblastech, které vyžadují antropometrická data s regionálními nebo etnografickými charakteristikami.

IT oddělení si ihned po dokončení a otestování celého programu zaregistrovalo autorská práva k softwaru „VKIST face capture“.

*Osvědčení o registraci autorských práv k softwaru pro snímání obličeje VKIST.*

Vietnamsko-korejský institut vědy a techniky

Zdroj: https://mst.gov.vn/vkist-face-capture-phan-mem-thu-thap-du-lieu-anh-khuon-mat-da-goc-phuc-vu-nghien-cuu-va-phat-trien-ai-197250927011551324.htm