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做成麻省理工学院研究人员开发视频处理算法放大分钟运动和颜色的变化

挑战

分析视频检测和放大听不清运动和颜色的变化

解决方案

使用MATLAB来开发和完善空间分解和时间过滤算法,并行计算工具箱加速它们的执行,它们作为独立的软件和MATLAB编译器包

结果

  • 与其他研究人员合作改善
  • 并行运行多个实验
  • 与其他编程语言集成启用

“对我们组,MATLAB的主要优点包括能够快速的获取我们的算法,使用可视化工具,调试它们,然后轻松地与他人分享的代码在视觉研究社区。”

迈克尔·鲁宾斯坦,麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室

麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室的研究人员(CSAIL)已经开发出视频放大算法,使得几乎无法察觉的变化,如运动和肉眼可见的颜色变化。团队最初开发的技术来测量心跳视频流通过检测每个脉冲引起的皮肤颜色的细微变化。他们随后用它对于许多其他应用程序,包括研究振动的视频对象重建环境声或估计对象的材料属性。

CSAIL的团队使用MATLAB®开发、改进和部署它们视频放大算法

“像许多研究团队和大学一样,我们价值的能力快速测试思想,”迈克尔·鲁宾斯坦说,CSAIL的研究分支。“我与MATLAB可以快速编写原型算法,看看它的工作原理。然后我可以与学生分享和合作者,进一步构建和完善原型。”

挑战

摄像机不是最好的传感器检测分钟颜色变化或振动,其中许多出现在录像非常小强度的变化。检测这些微妙的信号,实现所需的团队空间滤波算法,将聚合个人像素测量。他们还需要时间过滤算法来分析这些聚集改变随着时间的推移。

开发最初的算法之后,团队需要加速它们的执行通过使用多个计算核心流程的多个帧或测试多个配置并行算法。此外,研究人员还想与其他视觉研究人员分享他们的代码,并使任何人过程视频使用他们的方法。

解决方案

CSAIL的研究人员开发出的视频放大算法在MATLAB,加速并行计算工具箱™,用MATLAB编译器™和部署它们。

在MATLAB的图像处理工具箱™,工作团队实施了一个初步的空间分解算法,分析每个像素周围地区几家规模以生成一个精确的测量框架的颜色在这一点上。提高准确性,他们后来更新这个算法使用(空间)的变化阶段的部分波段图像,计算从当地小波应用于框架,而不是直接使用颜色。

空间分解算法是基于代码的一部分由另一所大学的研究员。团队把这个代码,由MATLAB和墨西哥人函数,在MATLAB实现。

时间滤波算法,该团队使用MATLAB和DSP系统工具箱™应用傅里叶变换以及巴特沃斯和其他通带滤波器的信号通过空间分解生成。启用该滤波算法来减少噪声通过专注于特定频率范围的运动或颜色变化研究人员想放大或分析。

在算法的发展过程中,产生的团队情节在MATLAB可视化的信号。

使用并行计算工具箱,团队加快算法的执行由24核计算机上同时处理多个帧。他们也并行运行多个实验快速测试和调优算法参数。

与其他研究人员分享他们的研究成果和MATLAB代码后,CSAIL的研究人员使用MATLAB编译器创建独立的Windows版本的算法®,Linux®,和Mac OS X操作系统。任何人都可以使用这些版本,即使他们没有安装MATLAB。

结果

  • 与其他研究人员合作改善。“许多研究人员在计算机视觉界使用MATLAB,”鲁宾斯坦说。“MATLAB代码往往比c++更容易阅读,所以的学生或其他人员受项目可以下载代码并理解它。对我们来说很简单编译的可执行文件,任何人都可以使用。”
  • 并行运行多个实验。“我们研究的一个重要部分是尝试和不同的思想和算法应用到测试工作更好,”鲁宾斯坦指出。“并行计算工具箱给了我们一个很简单,可以并行运行多个实验方法或流程中的多个帧parallel-often只是通过改变一个for循环parforloop。”
  • 与其他编程语言集成启用。“许多MATLAB函数我们使用提供足够的性能需求,”鲁宾斯坦说。“如果我们需要加速的一个特定部分算法,用MATLAB给了我们灵活地把它写在c++中,包括一个墨西哥人函数,可以方便地从MATLAB代码”。

麻省理工学院是全球1300所大学之一,为MATLAB和Simulink提供校园范围内的访问。万博1manbetx校园范围内的许可,研究人员、教师和学生可以访问公共配置的产品,在最新版本级别上,用在教室里,在家里,在实验室或在该领域。s manbetx 845