Místo UFO raroh velký. Absolvent naší katedry v ETH Curych vyvíjí metodu na rekonstrukci rozmazaných objektů

Na záběrech z dronu z roku 2016 byl v americkém státě Utah zachycen neznámý, rychle letící objekt a řada lidí od té doby žila v domnění, že jde o UFO. Pět let poté, 4. června tohoto roku, se podařilo prokázat, že šlo ve skutečnosti o sokolovitého ptáka raroha velkého. K vyvrácení hypotézy o UFO přispěla podrobná analýza dostupných záběrů s pomocí metody DeFMO. Za speciálním algoritmem, který z jednoho rozmazaného obrázku dokáže zrekonstruovat původní objekt, stojí výzkumník Denys Rozumnyi, absolvent prof. Jiřího Matase ze skupiny Vizuálního rozpoznávání.

Denys Rozumnyi začal svůj výzkum rozvíjet již před pěti roky během bakalářského studia a pokračuje v něm i při současném doktorském studiu na nejlepší evropské technické univerzitě ETH Curych. Začínal s detekcí rychle se pohybujících objektů, následně přidal výpočet trajektorie a nakonec rekonstrukci, resp. doostření, rozmazaného pohybujícího se objektu. „Díky mému působení na ČVUT FEL a ETH Curych jsem dokázal spojit dva světy – detekci rychlých objektů a jejich 3D rekonstrukci,” říká Denys Rozumnyi.

„Hlavní využití, na které jsme při vývoji metody DeFMO mysleli, jsou v dopravě nebo sportu. Cílem je naučit autonomní vozidla reagovat na náhlá nebezpečí nebo třeba odhalit rychlost podání nebo rotaci míčku v tenise nebo ve fotbale,” popisuje původní motivaci Denis. Využití při identifikaci UFO autora metody nenapadlo, ale to patří k základnímu výzkumu, že najde uplatnění v nečekaných aplikacích a kontextech. „Kód je veřejně dostupný, takže metodu může použít kdokoli,” dodává.

K určení objektu stačí pouhý jeden snímek. Metoda funguje na bázi strojového učení. Trénink probíhá tak, že ostrý obrázek je nejprve synteticky rozmazán. Následně se algoritmus v daném počtu iterací snaží obrázek rekonstruovat a odstranit rozmazání tak, aby se výsledek co nejlépe přiblížil originálu. Jakmile se algoritmus naučí objekty dostatečně dobře rekonstruovat, je schopný rozmazané obrázky velmi přesvědčivě “doostřit” dokonce v reálném čase. Fascinující je, že metoda nepotřebuje na vstupu video nebo více snímků. Algoritmu stačí pouhý jeden snímek! Rozmazání objektu na snímku je způsobené pohybem, a proto je možné zpětně zrekonstruovat trajektorii objektu i objekt samotný.

Výsledky výzkumného projektu, na kterém se vedle ETH Curych podílí Fakulta elektrotechnická ČVUT, prezentoval Denys Rozumnyi 25. června na nejlepší oborové konferenci v oboru informačních technologií – CVPR (Conference on Computer Vision and Pattern Recognition). Doostřením jednoho snímku to ale nekončí. Ve spolupráci se špičkovými vědci ze švýcarské univerzity ETH, Fakulty elektrotechnické ČVUT a Akademie věd ČR posouvá Denys Rozumnyi metodu k větší dokonalosti. Už teď jeho algoritmy umí rozmazaný objekt rekonstruovat do 3D modelu.

A co dál? „Další směr výzkumu je využít několik snímků. Pro nás to znamená mnohem více informací. Uvidíme pohybující se objekt z několika úhlů a uvidíme, jak se hýbe. To je pro 3D rekonstrukci zásadní,” říká Denys o dalších plánech.

Revoluční metoda je ve fázi základního výzkumu. Zdrojový kód je ale otevřený a na případu s UFO vidíme první příklad použití v praxi. Pro chytré algoritmy může najít uplatnění kdokoliv další a spolupráce firem jako Google a Microsoft na výzkumu nasazení metod v praxi určitě urychlí. Výzkumník říká: „Z videa s 30 snímky za sekundu už teď dokážeme udělat 1000 snímků za sekundu.” Zdá se, že doba, kdy každý z nás bude mít v kapse “vysokorychlostní” kameru, není daleko.

Další informace najdete zde: video, zdrojový kód, tweet.

O výzkumu informoval také server Hospodářské noviny

Za obsah zodpovídá: Helena Houšková