Машинное зрение встраиваемых систем: накануне бума

Станет ли система зрения следующим обязательным функционалом пользовательского интерфейса в электронных изделиях нового поколения? Или пока более актуальные другие варианты пользовательского интерфейса?

Компания IMS Research, лидирующий поставщик результатов маркетинговых исследований в электронной индустрии, выпустила пресс-релиз, отражающий позицию компании Apple на вопрос: «отстает ли iPad от конкурентов в отношении пользовательского интерфейса?» Если перефразировать вопрос, то его можно сформулировать так: конечно, Apple изменила правила игры, вследствие чего интерактивный сенсорный экран стал массовым продуктом, но в этом ли заключается вся новизна продукта? Должен ли Apple в следующей версии продукта использовать ещё более продвинутые функциональные встроенные технологии?

Вопрос, который волнует не только потребителей, но и капитанов электронной индустрии, звучит приблизительно так: если пользовательский интерфейс для изделий текущего поколения базируется на сенсорном экране, то какая функция в пользовательском интерфейсе будет характерной для изделий следующего поколения? Будет ли возможность передавать команды жестом, движением или голосом? Можно ли говорить о приближении эры управления с помощью телепатии?

Растёт число компаний, активно применяющих ПЛИС, ЦСП и специализированные процессоры и полагающих, что в ближайшем будущем их основной задачей будет создание систем обработки сигнала для приложений, использующих встроенное зрение. К основаниям считать реальным такое будущее можно отнести следующие соображения: а) рост вычислительной мощности (при использовании параллельных вычислений) во встраиваемых системах, и б) появление все более сложных алгоритмов обработки сигналов машинного зрения, которые позволяют встроенным системам не только воспринимать видеоданные, но и выделять из сигнала определённую информацию для проведения необходимой аналитической обработки.

Джеф Бир (Jeff Bier), президент Berkeley Design Technology, Inc, недавно заявил: «Благодаря (игровому «контроллеру без контроллера») Kinect от Microsoft, первоначально представленному для консоли Xbox 360, теперь у нас есть «вещественное доказательство» существования встроенного зрения. Теперь мы знаем, что у нас есть возможность использовать работающее приложение».

Джеф Бир (Jeff Bier), президент Berkeley Design Technology, Inc

Потребители, кроме того, становится все более знакомым с системами управления оборудованием и компьютерами при помощью жестов, а автопроизводители уже задумались об использовании в автотранспорте встроенных систем зрения для повышения безопасности водителя.

Джон Кроупли (Jon Cropley), главный аналитик IMS Research заявил, что рынок интеллектуальных автомобильных камер в 2011 г. оценивался примерно в 300 млн долл. США и ориентировочно вырастет на 30% к 2015 году. В тоже время, рынок интеллектуальных систем видеонаблюдения (содержащих встроенные аналитические устройства) оценивался в 2011 году 250 млн долл., и прогнозируется ежегодный рост более чем на 20% до 2015 года.

Джон Кроупли (Jon Cropley), главный аналитик IMS Research

Самым большим и, возможно, наиболее значимым является рынок аппаратных промышленных систем машинного зрения (интеллектуальные датчики, интеллектуальные камеры, компактные системы зрения и машинные видеокамеры). По оценке Кроупли, объём этого рынка в 2011 г. был около 1,5 млрд долл. со среднегодовым приростом более 10%.

По мнению Джефа Бира, многие инженеры-конструкторы, как правило, просто не думают о системах машинного зрения, так как они до сих пор не знают, что это возможно.

У встроенных систем зрения, на самом деле очень длинная история. Есть тысячи приложений, причём рынок чрезвычайно разнообразен. Джеф Бир основал компанию «Альянс встроенного зрения» (Embedded Vision Alliance, EVA), которая предназначена для того чтобы помочь разработчикам использовать технологию зрения во встраиваемых системах.

EVA и интернет-ресурс EE Times собрали вместе несколько весьма интересных потребительских продуктов со встроенной системой зрения:

1. Никогда не пропустит ни слова!

Этот маркетинговый слоган используется компанией Livescribe, которая разработала изделие, состоящее из цифровой ручки, цифровой бумаги и прикладного программного обеспечения. Во время беседы один из участников записывает что-либо на цифровой бумаге, при этом цифровая ручка Livescribe объединённая с инфракрасной камерой и цифровым диктофоном, осуществляет запись разговора.

Цифровая ручка, цифровая бумага, встроенная система зрения

Цифровая бумага состоит из множества последовательных мелких черных точек, невидимых для человеческого глаза, но обнаруживаемых камерой цифровой ручки. Это позволяет пользователю повторить часть записи, нажав на уже написанное, независимо от того, как каким почерком это было ранее сделано. Ни одного слова не будет потеряно. Воистину, это изделие является мечтой корреспондента и кошмаром политика.

2. Алкотестер в вашем телефоне

Американская компания Xplor Apps LLC разработала приложение BreathalEyes, название которого можно перевести как «дышашие глаза». С помощью установленного в вашем iPhone приложения BreathalEyes можно определить уровень алкоголя в крови.

Кто готов пройти тест на содержание алкоголя в крови?

Работа приложения основана на сканировании глаза пользователя с целью анализа состояния горизонтальной нистагмы (HGN) — непроизвольного подергивания или подпрыгивая глазного яблока. Измерение непроизвольного подергивания глаза позволяет приложению определить содержание алкоголя в крови с точностью 0,02%! По заявлению разработчиков, приложение сможет определить дозу содержания алкоголя в промежутке 0,02%-0,17%, что равноценно выпитой бутылке пива То есть ваш iPhone может работать как алкотестер — нужно лишь приобрести за 99 центов приложение BreathalEyes.

3. Мобильная диагностика глаз

2,4 млрд человек по всему миру нуждаются в постоянном ношении очков, но не носят их. При этом минимальная стоимость очков в розничной сети может составлять всего 0,25 долл. США. Правда к этому нужно добавить качественную диагностику и эффективный сервис для нуждающихся. Текущий средства тестирования глаз дороги, громоздки, требуют значительных финансовых затрат для обучения персонала и не позволяют осуществлять оцифровку данных для передачи их специалисту с помощью имеющихся сетей.

Компания EyeNetra поставила перед собой амбициозную задачу – заработать 75 млрд долл., предложив рынку продукт, который удовлетворит 2,4 млрд человек, нуждающихся в проверке и последующей коррекции зрения и эффективном доступе к медицинской помощи.

Базирующаяся в Кембридже, штат Массачусетс, EyeNetra предложила радикальное изменение в методике ухода за зрением, предоставляя миллионам людей во всем мире доступ по запросу к офтальмологической помощи в любом месте в любое время. EyeNetra придумала быстрый и простой способ для тех, кто хочет с помощью смартфона проверить своё зрение, отправить результаты теста врачу и приобрести очки в соответствии с результатами теста. Для выполнения теста необходимо загрузить в смартфон разработанную EyeNetra программу Netra-G, соединить смартфон с адаптером и, следуя простым инструкциям, определить параметры глаза. Далее можно результаты измерений отправить своему врачу и, получив от него ответ, приобрести очки.

4. Пользовательский интерфейс «Сенсорный зрение»

Благодаря возможностям управления жестами, заложенным в приложение Kinect (разработано компанией Microsoft для игровой приставки Xbox 360), это приложение стало одним из самых популярных видеоприложений на потребительском рынке.

Проанализировав успех приложения Kinect, базирующаяся в Израиле компания eyeSight, специализирующаяся в области разработки алгоритмов обработки видеоинформации, создала новую технологию обработки изображений специально для встраиваемых платформ. Технология не зависит от типа основного процессора и камеры и может работать при минимальном энергопотреблении процессора, что позволяет встраивать её в компьютеры, планшеты и мобильные устройства.

5. Интеллектуальная камера видеонаблюдения

Системы видеонаблюдения прочно вошли в нашу жизнь и используются повсеместно. Однако нас уже не устраивает то, что видеосистема просто наблюдает за тем сектором, на который направлена видеокамера. Нам хочется, чтобы видеосистема нас предупреждала об изменениях в наблюдаемом секторе и/или возникновении важных событий в секторе.

Многопрофильная Фирма Cernium Corporation со штаб-квартирой в г. Рестон, Вирджиния, разработала систему видеонаблюдения Archerfish, которая умеет различать объекты, которые она наблюдает.

По мнению производителя, система Archerfish является, на сегодняшний день,первым и единственным мобильным решением с функциями видеоаналитики. С помощью сочетания видеокамер, интеллектуального программного обеспечения и портала Archerfish SmartPortal система осуществляет наблюдение за офисом или домом, при этом система может сигнализировать о наступлении важных событий, например, об ожидаемой поставке или появлении нежелательного посетителя — злоумышленника. Если происходят подобные явления, Archerfish сообщит о наступлении события, отправив уведомление, а также видеоинформацию о событии на мобильное устройство, электронную почту или в Archerfish SmartPortal.

Вы можете сообщить системе, за каким объектом необходимо осуществлять наблюдение, например, за прибытием такси. Система выдаст предупреждающий сигнал для вас, как только произойдёт ожидаемое событие. Предполагается, что благодаря сочетанию низкой стоимости устройства и высокой мощности компонентов видеоаналитики, система видеонаблюдения может пользоваться чрезвычайно широким спросом на рынке.

6. Ассистент для парковки автомобиля

Базирующаяся в Канаде корпорация CogniVue предъявила свою новую технологию «CogniVue-ассистент», состоящую из процессора и прикладного программного обеспечения. Технология позволяет превратить небольшую видеокамеру заднего вида в интеллектуального ассистента для парковки автомобиля. Эта технология позволяет обнаруживать объекты, определять расстояние до них и осуществлять коррекцию перспективы, предлагая при этом несколько режимов просмотра — панорамный обзор, вид сверху и снизу, вид слева и справа, а также режим наложения изображений.

Технология «CogniVue-ассистент» является расширением системы CogniVue APEX, которая представляет собой универсальную программируемую платформу, масштабируемую и адаптируемую к различным приложениям, функции которых можно менять простыми настройками встроенного ПО.

Благодаря мощным аппаратным и программным средствам система не только фиксирует фото- и видеоинформацию, но анализирует и обрабатывает её в режиме реального времени. Этот анализ включает в себя видеоаналитику изображений и идентификацию таких объектов как люди, автомобили и мотоциклы.

7. Приложение Vital Signs Camera для бесконтактного контроля сердечного ритма

Компания Philips разработала приложение Vital Signs Camera, которое работает на iPad 2 и iPhone 4S. Камера iPad 2 или iPhone обнаруживает незначительные изменения цвета лица и по цветовому оттенку осуществляет бесконтактное измерение сердечного ритма и дыхания пользователя, который до окончания измерений просто сидит перед смартфоном.

Новое приложение позволяет в домашней обстановке, в лёгкой и ненавязчивой форме бесконтактно измерить сердечный ритм, причем двух людей одновременно! Производитель приложения специально подчёркивает, что новое изделие не предназначено для диагностики и клинических измерений, контроля и принятия решений. Измерения и статистические данные представляются только для развлекательных целей.

Благодаря iPad 2 или iPhone 4S пользователь может разместить в Интернете, например, на сайте Facebook или отправить по электронной почте информацию о своём сердечном ритме и дыхании, хотя, неясно, кто в действительности захочет сделать это.

8. Тестер для контроля состояния водителя

По мнению экспертов компании Tobii Technology, разработанная ими технология позволяет по движению глаз и направлению взгляда судить об усталости водителя и предупреждать его о возникновении острой нехватки внимания к дороге или наступлении неконтролируемого сна.

Датчик Tobii регистрирует и анализирует расположение глаз, положение и подвижность века. Технологии компании по отслеживанию состояния глаз также могут предоставлять аналитические данные о направлении внимания глаза и/или положению головы водителя. Самое важное, что технология может работать практически с любым человеком, независимо от возраста, этнического происхождения, цвета глаз и/или от наличия очков, линз или иных особенностей физиологии глаза.

9. Виртуальная примерочная

На выставке Consumer Electronics Show (CES 2012), которая в начале года прошла в Лас-Вегасе, компания FaceCake Marketing Technologies со штаб-квартирой в г. Калабасас в Калифорнии продемонстрировала свой продукт, который был назван «виртуальной раздевалкой».

По задумке разработчиков, новый продукт должен служить для виртуальной примерки одежды и позволять покупателям видеть, как одежда и аксессуары смотрятся на них в режиме реального времени. Для того чтобы использовать новую технологию, клиент должен встать в нескольких футах (1 фут ≈ 30 см) от веб-камеры или устройства Microsoft Kinect. На подключенном к камере или Microsoft Kinect-устройству телевизоре или компьютере появлялся живой образ, на котором можно было менять одежду, украшения и к которому можно было подобрать аксессуары — сумки, шляпки и т.д.

Клиент выбирает категорию (например, платья), размахивая рукой над изображением категории на экране. Линейка платьев появляется на правой панели экрана, повторным движением руки клиент выбирает платье, которое хочет примерить, и система цифровой обработки видеосигнала накладывает изображение платья на образ клиента.

При повороте клиента в сторону, платье двигается вместе с ним!

Можно добавлять аксессуары к внешнему виду, например, выбрать ожерелье или пояс, а также можно изменить фоновое изображение, например увидеть себя на красной ковровой дорожке или на фоне городской улицы.

Устройство позволяет пользователю передавать изображение выбранного комплекта одежды и аксессуаров своим друзьям на утверждение.

Изделие может показать вам, насколько великолепно вы смотритесь при полностью подобранном наряде, при этом вам не нужно «выходить на охоту» и босиком выбегать из примерочной, осматривать несколько отделов магазина и бежать обратно. А какой это подарок для «виртуальных трансвеститов»!

10. Торговый автомат следующего поколения

Компании Intel, Okaya Electronics и Sanden разработали новую концепцию торгового автомата. Благодаря вертикально установленному 65-дюймовому прозрачному сенсорному дисплею высокой четкости клиент может видеть продукты внутри торгового автомата, а на экран дисплея могут выводиться текстовые сообщения, графическая и анимационная информация.

Торговый автомат поставляется с камерой и специальным прикладным ПО с алгоритмом распознавания изображения. Алгоритм позволяет определять пол и возраст клиента, и в соответствии с результатами анализа, автомат может показать рекламный контент, соответствующий демографическим параметрам заказчика. Он, разве что, не воскликнет «Ой!», если по нему стукнуть.

* * *

Вопросам машинного зрения встраиваемых систем посвящено уже много ресурсов. Среди интресных можно отметить, например, www.embedded-vision.com. Тему распознавания лиц в реальном времени имеет смысл рассматривать отдельно, однако она тоже тесно смыкается с «машинным зрением».

Источник: EE Times

Оставьте отзывОтмена