Technologie | Neuronová síť | Kamera

Ve Vídni vyrobili fotočip, který dokáže rozpoznat písmeno „n“ rychlostí 20 milionů snímků za sekundu

Ve Vídni vyrobili fotočip, který dokáže rozpoznat písmeno „n“ rychlostí 20 milionů snímků za sekundu

Když si budete chtít vyzkoušet některou z neuronových sítí pro rozpoznávání obrazu, postup bude zpravidla takový, že k počítači připojíte nějaký zdroj dat a spustíte analytický program. Vstupem může být třeba webkamera, kterou namíříte na předmět, který chcete rozpoznat.

Podle výkonu vašeho počítače a architektury samotné neuronové sítě pak zpravidla získáte rychlost v rozmezí 10-100 fps. To znamená, že neuronová síť dokáže analyzovat jeden snímek obrazu i za 10 milisekund.

Některé experimentální detekční obrazové systémy tento čas dokážou zkrátit až na 1 ms a dosahují tak úctyhodné rychlosti 1 000 fps. To se už hodí i v průmyslu s vyžitím vysokofrekvenčních kamer, kdy má stroj zkoumat třeba rychle se otáčející hřídel.

20 milionů snímků za sekundu

No dobrá, co kdybychom ale analýzu obrazu pomocí neuronové sítě zrychlili ještě o několik řádů. Je to vůbec možné? Je a vůbec k tomu nepotřebujete superpočítač. Lukas Mennel z vídeňské technické univerzity sestrojil detektor s prvky A.I., který dokáže analyzovat obraz jen těžkou uvěřitelnou rychlostí 20 000 000 snímků za sekundu! Mennel se se svojí prací pochlubil v časopisu Nature.

Klepněte pro větší obrázek
Experimentální fotočip, jehož fotodiody/pixely jsou zároveň neurony obrazového detektoru

Neméně zajímavým detailem je také to, že k tomu jeho detektor nepotřebuje ani žádný vnější zdroj elektřiny – napájí jej přímo dopadající světlo podobně jako u fotovoltaických panelů. Jak je to možné? Lukas integroval neuronovou síť přímo do snímacího fotočipu. Stručně řečeno, samotné fotodiody – pixely – představují syntetické neurony a jejich synapse.

Neurony z dislufidu wolframu

Odpadá tedy jakékoliv zpomalení způsobené sejmutím obrazu a jeho digitální dopravou do procesoru. Vše se děje přímo na vstupním křemíku. A to doslova, i samotná neuronová síť je totiž dílem spíše hardware, než softwarový algoritmus.

Klepněte pro větší obrázek
Fotodiody čipu zaznamenávají nejen světlo, ale zároveň plní roli neuronů

Každá z fotodiod obsahuje vrstvičku dislufidu wolframu, která dodává paměťový efekt. To znamená, že fotobuňka může různě zareagovat podle toho, jaké světlo na ni dopadá. A síla odpovědi už pochopitelně souvisí s tím, jak je naučený její syntetický neuron.

Klepněte pro větší obrázek
Exotický čip zatím rozpoznává písmenka, která na jeho povrch vyzáří laser

Pokud tedy vědci nejprve speciální čip naučí, jak vypadá třeba písmeno „n,“ tedy které fotodiody matice v tomto případě zaznamenají vyšší jas než ostatní, mohou informaci přenést do oné paměťové vrstvy a kompletní fotočip pak bude rozpoznávat písmeno „n“ doposud nejrychlejším způsobem, který nemá obdoby.

Zatím jen bláznivý experiment

Experimentální a inteligentní fotočip zatím rozpoznává jen několik základních znaků, které na čip nasvítí laserový paprsek a sám o sobě by v praxi asi nebyl příliš použitelný, nastiňuje ale směr, jakým možná půjde část počítačového zpracovávání obrazu v budoucnosti. Inteligentní budou už jeho oči, nikoliv až jakýsi procesor/NPU jednotka daleko za ním.

Diskuze (14) Další článek: Renault postavil auto, které dokáže měnit svou délku. Jmenuje se Morphoz

Témata článku: Technologie, Věda, Umělá inteligence, Neuronová síť, Kamera, Nature, Sekunda, Rychlost, Neurony, Čip, Lukas, Obraz, Milión snímků, Vídeň, Snímek, Písmeno


Určitě si přečtěte

Šmírování kamerami Googlu: Koukněte, co šíleného se objevilo na Street View

Šmírování kamerami Googlu: Koukněte, co šíleného se objevilo na Street View

Google stále fotí celý svět do své služby Street View. A novodobou zábavou je hledat v mapách Googlu vtipné záběry. Podívejte se na výběr nejlepších!

redakce | 8

10 map, na kterých můžete COVID-19 sledovat téměř v živém přenosu

10 map, na kterých můžete COVID-19 sledovat téměř v živém přenosu

** Koronavrus můžete sledovat skoro živě ** Analytici a kartografové připravili hromadu map ** Vybrali jsme deset z nich

Jakub Čížek | 8

12 nejšílenějších programovacích jazyků, ze kterých vám praskne hlava

12 nejšílenějších programovacích jazyků, ze kterých vám praskne hlava

** Myslíte si, že umíte programovat? ** Ale prosím vás, zkuste jazyk Wenyan nebo Malbolge ** Z ezoterických jazyků zešílíte, nebo vás zaměstnají v Googlu

Jakub Čížek | 26



Aktuální číslo časopisu Computer

Velký test autokamer

Test ATX skříní

Jak surfovat pohodlně

Sportovní aplikace

Jak funguje procesor