geekovo minimum počítačového Nadpis 1 Nadpis 2 Nadpis 3

geekovo minimum Nadpis 1 počítačového vidění Nadpis 2 Nadpis 3

Jméno Příjmení Adam Herout (doc. Ing. Ph.D.) Vysoké učení technické v Brně, Fakulta informačních technologií v Brně Vysoké učení technické v Brně, Fakulta informačních technologií Božetěchova 2, 612 66 Brno [email protected]

@adamherout http://herout.net 99.99.2008 23. června 2012

Robert Maynard Pirsig

Skutečná univerzita neleží na žádném konkrétním místě, řekl. Nevlastní žádný majetek, nevyplácí mzdy ani nepřijímá žádné materiální příspěvky. Skutečná univerzita je stav mysli. Je to obrovské dědictví racionálního myšlení, které si lidé předávají ze století na století a které neexistuje na žádném konkrétním místě. Je to stav mysli, který v průběhu věků znovu a znovu obnovuje skupina lidí, kteří mají tradiční titul učitele, ale ani tento titul není součástí skutečné univerzity. Skutečná univerzita není nic menšího než nepřetržitý proud rozumu. @adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

2

geekovo minimum počítačového vidění

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

3

Navrhuji zrušení patentového úřadu. Všechno už bylo objeveno a nového nic objevit nelze. (Ředitel patentového úřadu v New Yorku, 1832)

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

4

nuže: počítačové vidění

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

5

digitální obraz

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

6

digitální obraz

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

7

pixel

8bitů grayscale 24bitů RGB 32bitů RGBA 16bitů RGB

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

8

počítačové vidění: obraz + algoritmus

• • • •

konstanty x=x+c while (x>0) { … } f(x)

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

9

Klasifikace pixelů

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

10

Barva kůže

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

11

Detekce objektů v okýnkách

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

12

Detekce klasifikací

window

Face?

YES

NO

• Sliding window • Different scales @adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

13

À propos – Klasifikace Marmeládovna

Klasifikátor

?

Ekologická likvidace @adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

14

Příznakový vektor

Příznakový vektor

𝑥1 𝑥2 𝑥3 = 𝐱 ⋮ 𝑥𝑛

Klasifikátor 𝑔: 𝑋 → 𝑌 tj. klasifikátor jablek a granátů 𝑔: 𝑋 → { 𝑗𝑎𝑏𝑘𝑜, 𝑔𝑟𝑎𝑛á𝑡 } @adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

15

Příznaky dobré a špatné

máme rádi

nemáme rádi

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

16

Příznaky dobré a špatné

průměr jablka / granátu

váha objektu:

červenost objektu:

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

17

Klasifikátor

Klasifikátor jablek a granátů 𝑔: 𝑋 → 𝑗𝑎𝑏𝑘𝑜, 𝑔𝑟𝑎𝑛á𝑡 Binární klasifikátor obvykle 𝑔: 𝑋 → 𝐑

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

18

Dvě chyby

(detekujeme granát) • 𝑝 𝑎𝑝𝑝𝑙𝑒 𝑔𝑟𝑎𝑛𝑑𝑒 = 𝒎𝒊𝒔𝒔 • 𝑝 𝑔𝑟𝑎𝑛𝑎𝑑𝑒 𝑎𝑝𝑝𝑙𝑒 = 𝒇𝒂𝒍𝒔𝒆 𝒂𝒍𝒂𝒓𝒎 @adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

19

Rozhodnutí: jablko či granát?

nechceme granát v marmeládě

nechceme prodat jablko teroristům

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

20

ROC křivka

• kolik je chyb? DVĚ! @adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

21

Klasifikátor … obličejů

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

22

Detekce klasifikací

window

Face?

YES

NO

• Sliding window • Different scales

Počet oken? Chytrost algoritmu?

Moc Minimální

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

23

Zkuste si „Sliding Window“

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

24

Gestalt psychologie

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

25

Detekce klasifikací

Mrcha Složitá window

Face?

YES

NO

• Sliding window • Different scales

Počet oken? Chytrost algoritmu?

Moc Minimální

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

26

Kaskáda!

Kaskáda klasifikátorů • nízká false negative rate • rozumná false positive rate Mrcha Jednoduchá window

Face? NO

YES

Face? NO

YES

Face?

YES

NO

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

27

Klasifikace pixelů a okýnek

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

28

Detekce přímek

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

29

Detekce přímek

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

30

Hough Transform (Duda & Hart)

ρ

ρ

θ θ

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

31

RANSAC – RANdom SAmple Consensus

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

32

Detekce objektů shora dolů window

zdola nahoru

Face?

YES

NO

• „důkazy“ o objektu • z nich závěr @adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

33

„Důkazy“ o libovolných objektech

detekce význačných bodů (keypoint detection) SIFT, SURF, MSER, FAST, Harris

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

34

Extrakce příznakových vektorů pro klíčové body

𝑥𝐴1 𝑥𝐵2 = 𝐱𝐵 ⋮ 𝑥𝐵128

𝑥𝐴1 𝑥𝐴2 = 𝐱𝐴 ⋮ 𝑥𝐴128

𝑥𝐶1 𝑥𝐶2 = 𝐱𝐶 ⋮ 𝑥𝐶128

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

35

Korespondence klíčových bodů

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

36

Building Rome in a Day (Agarwal et al.)

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

37

Bag of Words

kolik je možných význačných bodů? 𝑥1 𝑥2 ⋮ =𝐱 𝑥128 podobné příznaky = vizuální slova slovník: 100 10000 1000000 @adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

38

Vyhledávání „jako Google“

google hledá: „stránky, kde se vyskytují zadaná slova“ v obrazech lze hledat: „obrázky, kde se vyskytují vizuální slova“ jak je zadat? příkladem obrázku sémantické koncepty

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

39

Rozpoznání sémantických konceptů – TRECVID

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

40

Mimochodem: www.image-net.org

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

41

Reprezentace obrazu vizuálními slovy?

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

42

Reprezentace obrazu vizuálními slovy?

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

43

Reprezentace obrazu vizuálními slovy?

Paradigma: • význačné body • slovník vizuálních slov • vyhledávání „dokumentů“ se správnými slovy

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

44

nuže: počítačové vidění

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

45

Suma sumárum

@adamherout === http://herout.net === geekovo minimum počítačového vidění

46

geekovo minimum Nadpis 1 počítačového vidění Nadpis 2 Nadpis 3

Jméno Příjmení Adam Herout (doc. Ing. Ph.D.) Vysoké učení technické v Brně, Fakulta informačních technologií v Brně Vysoké učení technické v Brně, Fakulta informačních technologií Božetěchova 2, 612 66 Brno [email protected]

@adamherout http://herout.net 99.99.2008 23. června 2012