ضبط چهره VKIST: نرم‌افزار جمع‌آوری داده‌های تصویر چهره چند زاویه‌ای برای تحقیق و توسعه هوش مصنوعی

نرم‌افزار ثبت چهره VKIST از کنترل همزمان سیستم عکاسی چهره چند زاویه‌ای، کنترل نور و برچسب‌گذاری خودکار داده‌ها پشتیبانی می‌کند و به ساخت پایگاه داده تصویر با کیفیت بالا برای تحقیقات بینایی کامپیوتر و کاربردهای هوش مصنوعی کمک می‌کند.

در زمینه فناوری تشخیص چهره و مدل‌سازی سه‌بعدی چهره که به طور فزاینده‌ای در زمینه‌های مختلفی مانند امنیت، مراقبت‌های بهداشتی ، تجارت الکترونیک و امنیت شخصی به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد، نیاز به ایجاد یک پایگاه داده ساختاریافته، متنوع و بزرگ از تصاویر چهره، ضروری می‌شود. یکی از چالش‌های اصلی امروز، چگونگی جمع‌آوری داده‌های تصویر با کیفیت ثابت، تحت شرایط نوری مختلف و در زوایای مختلف عکسبرداری، ضمن اطمینان از دقت در طبقه‌بندی و ذخیره‌سازی داده‌ها است.

برای حل این مشکل، تیم تحقیقاتی موسسه علوم و فناوری ویتنام-کره (VKIST) نرم‌افزار ثبت چهره VKIST را توسعه داده‌اند، ابزاری که از کنترل همزمان سیستمی متشکل از چندین دوربین دیجیتال و ماژول‌های روشنایی پشتیبانی می‌کند و امکان جمع‌آوری، برچسب‌گذاری و ذخیره داده‌های تصویر چهره را به صورت بلادرنگ فراهم می‌کند.

راهکار جمع‌آوری و پردازش داده‌های تصویر چهره

ضبط چهره VKIST با زبان C# برنامه‌نویسی شده است، رابط کاربری ساده‌ای به زبان ویتنامی دارد و به راحتی قابل ادغام و گسترش است.

ضبط چهره VKIST امکان کنترل از راه دور دوربین‌های DSLR محبوب نیکون و کانن مانند 5DmarkII، 5DMarkIII، 6DMarkII، 1500D، 2000D، D60، D3000، D5100، D7100، D4، D800... را از طریق رابط USB و پروتکل RS232 فراهم می‌کند. کاربران می‌توانند عملیاتی مانند مشاهده تصاویر زنده (Live View)، تنظیم پارامترهای فنی (دیافراگم، سرعت شاتر، ISO)، فرمان گرفتن همزمان عکس و انتقال عکس‌ها به کامپیوتر را به صورت بلادرنگ انجام دهند.

به طور خاص، این نرم‌افزار از کنترل همزمان چندین دوربین پشتیبانی می‌کند - یک ویژگی ضروری در سیستم‌های جمع‌آوری داده‌های تصویر چند زاویه‌ای. رابط کاربری نرم‌افزار به زبان ویتنامی است و برای سهولت استفاده و ادغام آسان در سیستم‌های پیچیده، در بلوک‌های عملکردی جداگانه طراحی شده است.

رابط نرم‌افزار ثبت چهره VKIST (شکل ۱) به بلوک‌های جداگانه‌ای با عملکردهای شرح داده شده در شکل ۲ تقسیم شده است. زبان نمایش داده شده در نرم‌افزار ویتنامی است.

رابط کاربری نرم‌افزار ثبت چهره VKIST

نمودار بلوک‌های عملکردی اصلی نرم‌افزار.

ضبط چهره VKIST همچنین با انتقال داده‌ها از فایل‌های پیکربندی به مدار کنترل نور، قابلیت کنترل شدت نور سیستم روشنایی را نیز فراهم می‌کند. به لطف این قابلیت، محیط روشنایی در طول فرآیند تصویربرداری به طور دقیق کنترل می‌شود و کیفیت تصویر ثابتی را تضمین می‌کند که عامل کلیدی در کاربردهای هوش مصنوعی است.

علاوه بر این، عملکرد کنترل شدت نور نیز در این نرم‌افزار ادغام شده است. کاربران فقط باید فایل پارامتر شدت نور موجود را وارد کنند، سپس از نرم‌افزار برای خواندن داده‌ها و انتقال پارامترها به مدار کنترل شدت نور استفاده کنند. از آنجا، میزان نور در محیط اطراف را به طور دقیق کنترل کنند.

یکی دیگر از ویژگی‌های برجسته، قابلیت برچسب‌گذاری خودکار داده‌ها بر اساس ساختار است که فرآیند مدیریت، بازیابی و آموزش مدل‌های هوش مصنوعی را کارآمدتر می‌کند. این نرم‌افزار از گزینه‌های حالت ذخیره‌سازی داده‌ها (به صورت محلی در دوربین، ذخیره شده در رایانه) و طبقه‌بندی داده‌ها بر اساس سناریوهای از پیش تعریف شده پشتیبانی می‌کند.

یکی دیگر از ویژگی‌های برجسته، قابلیت برچسب‌گذاری خودکار تصاویر بر اساس یک ساختار از پیش تعیین‌شده است که به طور قابل توجهی در زمان طبقه‌بندی دستی صرفه‌جویی می‌کند. ضبط چهره VKIST امکان پیکربندی نحوه ذخیره تصاویر را فراهم می‌کند: بر اساس پوشه، بر اساس شیء، بر اساس نوع حالت چهره یا سایر تغییرات مانند استفاده از عینک، استفاده از ماسک، تغییر مدل مو...

علاوه بر این، این نرم‌افزار از چندین حالت ذخیره داده - از جمله ضبط متوالی، رونویسی یا ذخیره در دوربین قبل از انتقال به سرور - پشتیبانی می‌کند. این به سیستم کمک می‌کند تا در مدیریت حجم زیادی از تصاویر انعطاف‌پذیر باشد و خطر از دست رفتن داده‌ها یا ایجاد گلوگاه در حین کار را به حداقل برساند.

پلتفرم تحقیقاتی هوش مصنوعی و ساخت پایگاه داده چهره در مقیاس بزرگ

این نرم‌افزار در حال حاضر در سیستم جمع‌آوری داده‌های تصویر چهره که توسط VKIST مستقر شده است، مورد استفاده قرار می‌گیرد. این سیستم شامل ۳۳ دوربین DSLR کانن، ۲۰ ماژول نورپردازی قابل تنظیم، یک قاب آهنی برای قرار دادن دوربین‌ها و نورپردازی در اطراف یک نیمکره و سه رایانه شخصی قدرتمند با مانیتور و نرم‌افزار کنترل سیستم است. با استفاده از این سیستم، آزمایشگاه مشترک VKIST-Nacentech/بخش فناوری اطلاعات، VKIST در حال جمع‌آوری و ایجاد یک پایگاه داده تصویر چهره از حدود ۵۰۰ نفر (حدود ۵ میلیون عکس) بوده و همچنان به جمع‌آوری داده‌های بیشتر ادامه می‌دهد.

نمونه داده‌های تصویر چهره چند زاویه‌ای توسط نرم‌افزار ثبت چهره VKIST انجام شد.

این نرم‌افزار در پروژه‌های مشترک با موسسه علوم و فناوری کره (KIST) برای جمع‌آوری داده‌های تصویر چهره بیش از ۱۰۰۰ ویتنامی مورد استفاده قرار گرفته است. این پایگاه داده شامل حدود ۱۰ میلیون عکس با حالات مختلف چهره مانند عادی، شاد، غمگین، ترسیده، عصبانی، متعجب، آزرده و مبهم با لوازم جانبی مانند ماسک، عینک، کلاه، کلاه گیس در شرایط نوری مختلف است.

رابط کاربری نرم‌افزار با مشخصات کامل.

داده‌های جمع‌آوری‌شده از سیستم با استفاده از نرم‌افزار ثبت چهره VKIST در بسیاری از زمینه‌های تحقیق و توسعه فناوری به کار گرفته شده و می‌شود:

مدل‌سازی سه‌بعدی چهره از عکس‌های دوبعدی چند زاویه‌ای

افزایش دقت فناوری تشخیص چهره در شرایط تغییر شکل (تاریکی، نورپردازی پیچیده)

حکاکی لیزری سه بعدی چهره روی شیشه به عنوان سوغاتی،

بازسازی تصاویر چهره افراد متوفی از عکس‌های قدیمی، در خدمت اهداف بایگانی فرهنگی و میراثی،

کاربردها در تجارت الکترونیک، زیبایی‌شناسی پزشکی، واقعیت افزوده.

توسعه و کاربرد فناوری ثبت چهره VKIST نه تنها به VKIST کمک می‌کند تا در ساخت پایگاه‌های داده بزرگ ابتکار عمل را به دست گیرد، بلکه به بهبود ظرفیت تحقیقات در زمینه بینایی کامپیوتر و هوش مصنوعی در ویتنام - حوزه‌های اصلی در انقلاب صنعتی چهارم - نیز کمک می‌کند.

تسلط و تبحر در فناوری نرم‌افزاری برای کنترل سیستم‌های سخت‌افزاری تخصصی - به‌ویژه سیستم‌های نوری چند دستگاهی - نقش مهمی در ساخت پلتفرم‌های هوش مصنوعی داخلی مناسب برای ویژگی‌های آنتروپومتریک مردم ویتنام ایفا می‌کند.

ثبت چهره VKIST نمونه‌ای از توسعه ابزارهای نرم‌افزاری پیشرفته برای تحقیق و استقرار سیستم‌های بینایی رایانه‌ای در ویتنام است. تسلط بر فناوری کنترل و همگام‌سازی سیستم‌های جمع‌آوری داده‌های تصویری در مقیاس بزرگ، پایه و اساس مهمی برای کمک به ارتقای ظرفیت توسعه هوش مصنوعی در کشور، به ویژه در زمینه‌هایی که به داده‌های آنتروپومتریک با ویژگی‌های منطقه‌ای یا قوم‌نگاری نیاز دارند، خواهد بود.

بخش فناوری اطلاعات، حق نشر نرم‌افزار «VKIST face capture» را بلافاصله پس از تکمیل و آزمایش کل برنامه، ثبت کرد.

گواهی ثبت حق نشر برای نرم‌افزار ثبت چهره VKIST.

موسسه علوم و فناوری ویتنام - کره

منبع: 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