לכידת פנים של VKIST: תוכנת איסוף נתוני תמונות פנים מזווית מרובת זוויות למחקר ופיתוח של בינה מלאכותית

תוכנת צילום הפנים VKIST תומכת בבקרה סינכרונית של מערכת צילום פנים רב-זוויות, בקרת אור ותיוג נתונים אוטומטי, ומשמשת לבניית מסד נתונים של תמונות באיכות גבוהה למחקר ראייה ממוחשבת ויישומי בינה מלאכותית.

בהקשר של טכנולוגיית זיהוי פנים ומידול פנים תלת-ממדי הנמצאים בשימוש נרחב יותר ויותר בתחומים רבים כגון אבטחה, בריאות , מסחר אלקטרוני ואבטחה אישית, הצורך לבנות מאגר נתונים מובנה, מגוון ובקנה מידה גדול של תמונות פנים הופך דחוף. אחד האתגרים העיקריים כיום הוא כיצד לאסוף נתוני תמונה באיכות עקבית, בתנאי תאורה שונים ובזוויות צילום רבות, תוך הבטחת דיוק בסיווג ואחסון נתונים.

כדי לפתור בעיה זו, צוות המחקר במכון המדע והטכנולוגיה של וייטנאם-קוריאה (VKIST) פיתח תוכנת לכידת פנים של VKIST, כלי התומך בבקרה סימולטנית של מערכת המורכבת ממספר מצלמות דיגיטליות ומודולי תאורה, המאפשרת איסוף, תיוג ואחסון של נתוני תמונות פנים בזמן אמת.

פתרון לאיסוף ועיבוד נתוני תמונות פנים

לכידת פנים של VKIST מתוכנתת בשפת C#, כוללת ממשק ידידותי בווייטנאמית, קלה לשילוב ולהרחבה.

לכידת פנים באמצעות VKIST מאפשרת שליטה מרחוק במצלמות DSLR פופולריות של ניקון וקנון כגון 5DmarkII, 5DMarkIII, 6DMarkII, 1500D, 2000D, D60, D3000, D5100, D7100, D4, D800..., באמצעות ממשק USB ופרוטוקול RS232. משתמשים יכולים לבצע פעולות כגון צפייה בתמונות חיות (Live View), כוונון פרמטרים טכניים (צמצם, מהירות תריס, ISO), פקודות לצילום תמונות בו זמנית והעברת תמונות למחשב בזמן אמת.

בפרט, התוכנה תומכת בשליטה בו זמנית על מספר מצלמות - תכונה חיונית במערכות איסוף נתוני תמונה מרובות זוויות. ממשק התוכנה הוא בווייטנאמית, מעוצב בבלוקים פונקציונליים נפרדים לנוחות השימוש ושילוב קל במערכות מורכבות.

ממשק תוכנת לכידת הפנים של VKIST (איור 1) מחולק לבלוקים נפרדים עם פונקציות המתוארות באיור 2. השפה המוצגת בתוכנה היא וייטנאמית.

ממשק תוכנה ללכידת פנים של VKIST.

תרשים של בלוקי הפונקציונליות העיקריים של התוכנה.

לכידת פנים של VKIST משלבת גם את היכולת לשלוט בעוצמת האור של מערכת התאורה על ידי העברת נתונים מקבצי תצורה למעגל בקרת התאורה. הודות לכך, סביבת התאורה במהלך תהליך הצילום נשלטת במדויק, מה שמבטיח איכות תמונה עקבית, שהיא גורם מפתח ביישומי בינה מלאכותית.

בנוסף, פונקציית בקרת עוצמת האור משולבת גם היא בתוכנה זו. המשתמשים צריכים רק להזין את קובץ פרמטרי עוצמת האור הזמין, לאחר מכן להשתמש בתוכנה כדי לקרוא את הנתונים ולהעביר את הפרמטרים למעגל בקרת עוצמת האור. משם, ניתן לשלוט במדויק בכמות האור בסביבה הסובבת.

גולת כותרת נוספת היא היכולת לתייג נתונים באופן אוטומטי לפי מבנה, מה שהופך את תהליך הניהול, האחזור והאימון של מודלי בינה מלאכותית ליעיל יותר. התוכנה תומכת באפשרויות מצב אחסון נתונים (מקומי במצלמה, שמירה במחשב) ובסיווג נתונים לפי תרחישים מוגדרים מראש.

תכונה בולטת נוספת היא היכולת לתייג תמונות באופן אוטומטי לפי מבנה קבוע מראש, מה שחוסך משמעותית זמן סיווג ידני. לכידת פנים של VKIST מאפשרת להגדיר כיצד לשמור תמונות: לפי תיקייה, לפי אובייקט, לפי סוג הבעת פנים, או וריאציות אחרות כגון חבישת משקפיים, חבישת מסכות, שינוי תסרוקות...

בנוסף, התוכנה תומכת גם במצבי שמירת נתונים מרובים - כולל הקלטה סדרתית, דריסה או שמירה במצלמה לפני העברה לשרת. זה עוזר למערכת להיות גמישה בטיפול בכמויות גדולות של תמונות, תוך מזעור הסיכון לאובדן נתונים או צווארי בקבוק במהלך הפעולה.

פלטפורמת מחקר בינה מלאכותית ובניית מאגר נתונים רחב היקף של פנים

התוכנה נמצאת כעת בשימוש במערכת איסוף נתוני תמונות פנים המופעלת על ידי VKIST, הכוללת 33 מצלמות DSLR של קנון, 20 מודולי תאורה מתכווננים, מסגרת ברזל למיקום מצלמות ותאורה סביב חצי כדור, ושלושה מחשבים אישיים רבי עוצמה עם צגים ותוכנת בקרת מערכת. בעזרת מערכת זו, המעבדה המשותפת/מחלקת טכנולוגיית המידע של VKIST-Nacentech, VKIST, אוספת ובונה מאגר נתונים של תמונות פנים של כ-500 איש (כ-5 מיליון תמונות) וממשיכה לאסוף נתונים נוספים.

דגימת נתוני תמונת פנים מרובת זוויות בוצעה על ידי תוכנת לכידת פנים VKIST.

התוכנה שימשה בפרויקטים משותפים עם המכון הקוריאני למדע וטכנולוגיה (KIST) כדי לאסוף נתוני תמונות פנים של יותר מ-1,000 וייטנאמים. מסד נתונים זה כולל כ-10 מיליון תמונות עם הבעות פנים שונות כגון רגילות, שמחות, עצובות, מפוחדות, כועסות, מופתעות, מוטרדות ואביזרים מוסתרים כגון מסכות, משקפיים, כובעים ופאות בתנאי תאורה שונים.

ממשק תוכנה עם מפרט מלא.

נתונים שנאספו מהמערכת באמצעות תוכנת לכידת פנים VKIST מיושמים ומיושמים עדיין בכיוונים רבים של מחקר ופיתוח טכנולוגי:

יצירת מודלים תלת-ממדיים של פנים מתמונות דו-ממדיות מרובות זוויות,

הגברת הדיוק של טכנולוגיית זיהוי פנים בתנאים מעוותים (הסתרה, תאורה מורכבת),

חריטה תלת-ממדית של פרצופים על זכוכית כמזכרות בלייזר,

שחזור תמונות של פניהם של נפטרים מתמונות ישנות, למטרות ארכיוניות תרבותיות ומורשתיות,

יישומים במסחר אלקטרוני, אסתטיקה רפואית, מציאות רבודה.

הפיתוח והיישום של תוכנית לכידת פנים של VKIST לא רק עוזרים ל-VKIST ליזום בניית מאגרי מידע גדולים, אלא גם תורמים לשיפור יכולת המחקר בתחום ראייה ממוחשבת ובינה מלאכותית בווייטנאם - תחומים מרכזיים במהפכה התעשייתית הרביעית.

שליטה ושליטה בטכנולוגיית תוכנה לשליטה במערכות חומרה ייעודיות - ובמיוחד מערכות אופטיות מרובות מכשירים - ממלאת תפקיד חשוב בבניית פלטפורמות בינה מלאכותית מקומיות המתאימות למאפיינים האנתרופומטריים של העם הווייטנאמי.

לכידת פנים של VKIST היא הדגמה של פיתוח כלי תוכנה מתקדמים למחקר ופריסה של מערכות ראייה ממוחשבת בווייטנאם. שליטה בטכנולוגיית השליטה והסנכרון של מערכות איסוף נתוני תמונה בקנה מידה גדול תהווה בסיס חשוב שיסייע לקדם את היכולת לפתח בינה מלאכותית במדינה, במיוחד בתחומים הדורשים נתונים אנתרופומטריים בעלי מאפיינים אזוריים או אתנוגרפיים.

מחלקת ה-IT רשמה את זכויות היוצרים של תוכנת "VKIST face capture" מיד לאחר השלמת ובדיקת התוכנה כולה.

תעודת רישום זכויות יוצרים עבור תוכנת צילום פנים של VKIST.

וייטנאם - המכון הקוריאני למדע וטכנולוגיה

מקור: 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