Absolvent FEL ČVUT pokračující ve studiích na ETH Curych vyvíjí metodu na rekonstrukci rozmazaných objektů. Může pomoci zdokonalit analýzy objektů na snímcích i zpřístupnit vysokorychlostní videa uživatelům mobilních telefonů. 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 (deblurring and shape recovery of fast moving objects). Za speciálním algoritmem, který z jednoho rozmazaného obrázku dokáže zrekonstruovat původní objekt, stojí výzkumník Denys Rozumnyi z Fakulty elektrotechnické ČVUT (FEL). Absolvent Fakulty elektrotechnické ČVUT Denys Rozumnyi začal svůj výzkum rozvíjet již před pěti roky během bakalářského studia na FEL a pokračuje v něm i při současném doktorském studiu na nejlepší evropské technické univerzitě ETH Curych. Pod vedením odborníka na počítačové vidění prof. Jiřího Matase z FEL ČVUT 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 absolvent FEL ČVUT. 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 Denys Rozumnyi.
K určení objektu stačí 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 způsobeno 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 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 umějí 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 Rozumnyi 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 metody v praxi určitě urychlí. Výzkumník říká: „Z videa s 30 snímky za sekundu už teď dokážeme udělat 1 000 snímků za sekundu.“ Zdá se, že doba, kdy každý z nás bude mít v kapse „vysokorychlostní“ kameru, není daleko. /PK/
