I nuovi orizzonti nella visione artificiale RETINA I nuovi orizzonti nella visione artificiale 1-Introduzione 2-Caratteristiche 3-Caratteristiche funzionali 4-Case history 5-Conclusioni

Che cosa è RETINA? RETINA è una libreria C/C++ basata sulla intelligenza artificiale per la elaborazione delle immagini. Ha la capacità di apprendere e di riconoscere oggetti presenti in una immagine. RETINA 1 2 3 4

In cosa consiste RETINA? Libreria C/C++ La libreria ha un insieme completo di funzioni per gestire tutte le funzionalità di RETINA. GUI Configurare i modelli Gestire i campioni delle immagini Eseguire la SVL Classificare le immagini Analizzare le immagini RETINA 1 2 3 4

Retina Library I file della libreria: sb.dll (Windows) sb.so (Linux) sb.h Esporta un insieme completo di funzioni per gestire: i campioni delle immagini il file di progetto ROI generiche la elaborazione delle immagini SVL RETINA 1 2 3 4

Retina GUI Con la GUI si possono addestrare i modelli. Il risultato dell’addestramento è un file di progetto. Il file di progetto di RETINA è tutto ciò che serve per elaborare le immagini. File di progetto di RETINA RETINA 1 2 3 4

Integrazione della libreria Integrazione minima: sviluppare il codice per la elaborazione delle immagini utilizzare la GUI per fare gli addestramenti Integrazione completa: sviluppare la GUI per fare gli addestramenti RETINA 1 2 3 4

Elaborazione della immagine Caricare il file di progetto sb_retina_load() Caricare l’immagine sb_image_load() Creare la ROI sb_roi_create() Elaborare l’immagine sb_retina_detection() RETINA 1 2 3 4

Mai stata così facile se si usa la percezione! RETINA Segmentazione? Mai stata così facile se si usa la percezione! RETINA 1 2 3 4

Perché è così difficile da realizzare? Segmentazione Significa identificare ogni oggetto presente nella immagine. Il sistema di visione umano può farlo così bene e senza nessuno sforzo di volontà che crediamo sia un compito facile da eseguire. Perché è così difficile da realizzare? RETINA 1 2 3 4

Percezione I quadrati A e B hanno lo stesso colore? Allora, il nostro cervello ci inganna? RETINA 1 2 3 4

Percezione La percezione crea grande confusione perché: ciò che appare evidente alla vista umana rimane nascosto agli algoritmi di elaborazione delle immagini. RETINA 1 2 3 4

Che cosa è la percezione? Quando il nostro cervello vede un'immagine, cerca sempre di semplificare il più possibile. La nostra percezione è sempre pronta a organizzare ciò che vede nel modo più logico e comprensibile. Così si può dire che : «La percezione è l'aspettativa di trovare un modello» RETINA 1 2 3 4

Percezione versus Visione Per un sistema di visione A e B hanno lo stesso colore. Per un sistema di percezione visiva A e B non hanno lo stesso colore. La definizione più corretta di RETINA? «un sistema di percezione visiva» RETINA 1 2 3 4

RETINA Caratteristiche RETINA 1 2 3 4

Caratteristiche Analisi generica non dedicata a nessun compito specifico Nessun parametro di configurazione Apprende attraverso l’addestramento Addestramento supervisionato (SVL) con interazione uomo-macchina Gestione multi modello Gestione della scala Gestione dei modelli collaboranti/concorrenti Gestione delle perturbazioni dei modelli Sintesi di più forme in un modello senza perdere i dettagli Tolleranza a: deformazioni prospettiche, cambi di messa a fuoco, cambi di illuminazione, variazione del contrasto della immagine, rumore, deformazione della forma Supporto per elaborazione multi thread e multi core RETINA 1 2 3 4

Come addestrare RETINA L'operatore crea una serie di immagini rappresentativa della variabilità dei modelli L'operatore seleziona manualmente almeno un campione per ogni modello L'operatore avvia la procedura interattiva SVL RETINA è addestrata e pronta per essere utilizzata RETINA 1 2 3 4

Che cosa è la SVL? . . . lui impara! Tu insegni . . . Tu sei l’insegnante RETINA è lo scolaro . . . lui impara! Tu insegni . . . RETINA 1 2 3 4

L'operatore definisce la meta: l'SVL lavora per raggiungerla. L’obiettivo dell’operatore è quello di avere un'applicazione che trovi gli oggetti nelle immagini. La meta è rappresentata dagli oggetti che l'operatore seleziona. Nel linguaggio tecnico si chiama “la verità di base”. L' SVL utilizza la "verità di base" e lo sfondo per estrarre e classificare le informazioni al fine di auto-organizzare la conoscenza in modo che la "verità di base" si differenzi dallo sfondo. RETINA 1 2 3 4

Requisiti del sistema Libreria per architettura x86 E’ possibile l’estensione ad altre architetture ed a sistemi embedded Non richiede hardware dedicato (no GPU) Sistemi operativi: Windows, Linux L’utilizzo di RAM/HD dipende dalla dimensione dei dati RETINA 1 2 3 4

Aree di applicazione Industriale (ad es. Riconoscimento di oggetti, classificazione di oggetti, riconoscimento di difetti) Visione per Robot Automazione Controllo qualità Macchine selezionatrici Sicurezza (e.g. riconoscimento pedoni, conteggio persone) Video sorveglianza Elaborazione di immagini Automobilistico (e.g. riconoscimento pedoni, riconoscimento dei segnali stradali) ADAS – Advanced Driver Assistance Systems Intelligent Rearview Monitoring Systems Driver Monitoring System Autonomous Driving Traffico (e.g. classificazione veicoli, conteggio veicoli) Riscossione pedaggio Riconoscimento di congestione del traffico Monitoraggio del traffico Gestione parcheggi RETINA 1 2 3 4

Caratteristiche funzionali RETINA Caratteristiche funzionali RETINA 1 2 3 4

Un occhio ai dettagli ma tollerante quando serve RETINA 1 2 3 4

Tollerante alla distorsione prospettica RETINA 1 2 3 4

Tollerante alla sfuocatura RETINA 1 2 3 4

Tollerante al basso contrasto Questo è un pesce rosso RETINA 1 2 3 4

Tollerante al rumore RETINA 1 2 3 4

Tollerante alla deformazione RETINA 1 2 3 4

Robusto alle occlusioni parziali RETINA 1 2 3 4

Ombre? Nessun problema! RETINA 1 2 3 4

Tollerante alle variazioni di luce Il pesce si sta muovendo dal sole all’ombra RETINA 1 2 3 4

Rotazione su 360° RETINA 1 2 3 4

Pensi che sia impossibile? RETINA Pensi che sia impossibile? Fammi provare! RETINA 1 2 3 4

Oltre il limite della visione RETINA Oltre il limite della visione