21.09.2015. Mer enn bare et kamera (Publisert versjon, inneholder bare FFIs egne bilder.) Bilder kommer fra mange kilder



Like dokumenter
Hyperspektralt kamera Forsker Torbjørn Skauli. Kaffemaskin. Datamaskin

FFIs hyperspektrale demonstratorsystem med CUDA-basert GPU prosessering. Trym Vegard Haavardsholm

Nye trender i fjernmåling

ITC, Individual Tree Crown Technology 2006 ictrees inc.

Den spektrale skogen og byen

Bruk av satellittdata i landbruket?

Dagens tema. Geomatikk. Spektralreflektans - trær. Repetisjon. Datainnsamling og tolking. Datainnsamling og tolking

Informasjon om. Optikk og lys - UNIK3480/4480

Videoovervåkning og automatisk analyse verdisikring ved hjelp av nye teknologier?

Teknologiske forklaringer LEGRIA HF R48, LEGRIA HF R46, LEGRIA HF R406 og LEGRIA HF G25

(12) PATENT (19) NO (11) (13) B1 NORGE. (51) Int Cl. Patentstyret

Høgskolen i Sørøst Norge Fakultet for allmennvitenskapelige fag

Deteksjon av eksplosivrester i felt ved hjelp av hyperspektral avbildning

Digitale bilder har mange ansikter

Sampling av bilder. Romlig oppløsning, eksempler. INF Ukens temaer. Hovedsakelig fra kap. 2.4 i DIP

INF1040 Digital representasjon

Automatisk lusetelling? FHF lusekonferansen 21.januar 2019

FJERNMÅLING AV AVLING OG KVALITET - AKADEMISK LEKETØY ELLER TIL PRAKTISK NYTTE FOR BONDEN?

Fjernmålingsdata: Hva kan vi «se» i skogen?

Droneteknologi muligheter. Vennlige droner for kartlegging

VEDLEGG 1: SENSORER FOR FJERNMÅLING AV OVERFLATEOLJE

INF januar 2017 Ukens temaer (Kap med drypp fra kap. 4. i DIP)

Innholdsfortegnelse. Nivå 1 kursmanual Publ. No _G-en_GB, Norsk rev A-07 side 1

Vi introduserer AutoDome Easy Perfekt for mellomstore bruksområder

RF5100 Lineær algebra Leksjon 10

Teknisk Informasjon Terrassevarmere og Infrarød varme. av Provida Varme

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 9: Teleskoper

Sceneforståelse for ubemannede kjøretøy

Temaer i dag. Mer om romlig oppløsning. Optisk avbildning. INF 2310 Digital bildebehandling

Laserdata for dummies. Ivar Oveland 19 oktober 2015

UNIVERSITETET I OSLO

Arctic Lidar Observatory for Middle Atmosphere Research - ALOMAR. v/ Barbara Lahnor, prosjektingeniør ALOMAR barbara@rocketrange.

Bølgelengde i mikrometer (pm) Fig. 8.Refleksjonskurver for vann, frisk vegetasjon og bar jord som funksjon av bølgelengde.

Rendering - Lage 3D-bilde av prosjektet

Grunnleggende om Digitale Bilder (ITD33515)

MIC7000 Illuminator. Video MIC7000 Illuminator. Kombinasjon av infrarød og White light LED-basert belysning

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 6: Teleskoper

Fysisk Lag. Den primære oppgave

Mønstergjenkjenning i bildesekvenser

Repetisjon av histogrammer

Fra forskning til nytte: Bruk av satellittdata i miljøovervåkning

Karttreff i Rogaland Vennlige droner for kartlegging

Fjernmåling Deteksjon på havoverflate

Fargebilder. Lars Vidar Magnusson. March 12, 2018

Droner og nye muligheter innen småkartkartlegging

2.4 GHz trådløst mini fargekamerasystem Modell CCD-401X. - 2,4GHz trådløs mottaker - Trådløs værbestandig IP44 kamera.

Interaksjon mellom farger, lys og materialer

Remote Video Solutions. Kameratjenester fra Securitas

1 Digital mini-dvr 0 Brukerveiledning

Hvem vil ha råtne epler i kurven?

OSID Linjedetektor. Prosjekterings- og installasjonsmanual

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 4: Fysikken i astrofysikk, del 1

Introduksjon - tema nanoteknologi. Kilder, bilder/tekst: FFI Forsvarets forskningsinstitusjon, Terje Berg, CPU, EUCAT as

Make anything,make everything. Byggeklossene med uendelige muligheter.

Gråtonehistogrammer. Histogrammer. Hvordan endre kontrasten i et bilde? INF Hovedsakelig fra kap. 6.3 til 6.6

Refraksjon. Heron of Alexandria (1. C): Snells lov (1621):

KAMERANYTT VÅR designprodukter uten sidestykk

Kurs i automatisk skog kartlegging 5-7 september 2018

Bruk av Pictometry på 3D bymodeller. Linda Byström Blom Geomatics AS 20. mai 2008

Observasjon av universet ved ulike bølgelengder fra radiobølger til gammastråling. Terje Bjerkgård og Erlend Rønnekleiv

BRUKERVEILEDNING. Tredje generasjon For Android og ios

Ultralyd, fysiske prinsipper

Pressemelding. Canon introduserer EOS 7D innovativ teknologi og brukervennlig konstruksjon som gir en ny fotografisk opplevelse

Undergrunnskartlegging Georadar (GPR) i anvendelse. Tobias Jokisch

Forutsetninger for godt dagslysdesign

LØSNINGSFORSLAG, KAPITTEL 3

Innføring i bildebehandling

INF 1040 høsten 2008: Oppgavesett 11 Farger (kapittel 15)

INF 1040 Digital representasjon 2006 Utkast til - Obligatorisk oppgave nr 3

Droner og plantehelse

Fysikkens forhold til teknologien. Bo Andersen Administrerende direktør, Norsk Romsenter

Nadine Pedersen GRIT Datamaskinen- kjenn din Mac

Bruk av satellittbilder og GIS til kartlegging av norske breer

HEINE Oftalmoskop. Oftalmoskophode Beta 200S. Oftalmoskophode med bedre optikk og 74 enkle enkle dioptri steg

Datateknologi og Informatikk forskning og framtidsutsikter. Marius Pedersen Førsteamanuensis Institutt for Datateknologi og Informatikk NTNU

Bruk av filterbriller har det noe for seg, og for hvem? Av Gaute Mohn Jenssen, optiker NAV Hjelpemiddelsentral Hedmark

Modul 12 - Photoshop

Satellittbasert lekkasjedeteksjon

Overvåking av norske breers utbredelse og endring fra satellitt.

AEGIS-belysning fra Bosch Belysning for trygghet og sikkerhet

MicroLine TM. Tecnomedics tilbyr et nytt konsept med unike løsninger innen forstørrelse og LED lys. Dental optikk

Innføring i bildebehandling

Modul nr Det digitale øyet - lys, syn og foto trinn

Canon definerer fotograferingens fremtid: 21,1 MP EOS 5D Mark II gir full HD-filmopptak

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 5: Fysikken i astrofysikk, del 2

Skogkart og statistikk basert på satellittbilde, digitalt markslagskart og Landsskogtakseringens prøveflater

AST1010 En kosmisk reise. De viktigste punktene i dag: Optikk 1/30/2017. Forelesning 6: Optikk Teleskoper

BRUKERHÅNDBOK TWINKLE BRIGHT

TWINKLE SPECTRUM BRUKERHÅNDBOK. ! ! e-post: post@bojo.no versjon 1101

Sør-Odal kommune. Skogkart og statistikk basert på satellittbilde, digitalt markslagskart og Landsskogtakseringens prøveflater

Pressemelding. Canon vektlegger brukervennlighet med to nye PowerShot-modeller. Oslo, januar 2007:

Pressemelding. Nye DVD-kameraer med samme teknologi som benyttes i Canons HD-kamera. Oslo, januar 2007:

TDT4105/TDT4110 Informasjonsteknologi grunnkurs:

Dyp læring. Sigmund Rolfsjord

Tilgang på ortofoto. Bilder i offentlig forvaltning og prosjektering Jon Arne Trollvik Statens kartverk

Teknologiske forklaringer XA25, XA20 og LEGRIA HF G30

Bilder i offentlig forvaltning og prosjektering

Viktige begreper. Viktige begreper, illustrasjon. Matematisk representasjon av digitale bilder. INF Introduksjon og Kap.

Fremtidens plattform for samvirkende systemer

FOSS CWDM - Profesjonelle løsninger for administrasjon. av bølgelengder

Transkript:

Bilder kommer fra mange kilder Mer enn bare et kamera (Publisert versjon, inneholder bare FFIs egne bilder.) Torbjørn Skauli og Trym Haavardsholm Optisk avbildning - et felt i forandring Hva kan et kamera egentlig se? - Litt fysikk. Belysning Prosessering av bildedata Kamera Reflektert lys Objekt Kameraer og bildesensorer Varmestråling Nye muligheter for Forsvaret 1

Lysets spektrum: Ultrafiolett (VIS) Synlig Nær-IR (NIR) Kortbølge- IR (SWIR) Mellombølge-IR (MWIR) Termisk IR Langbølge-IR (LWIR) Radio Reflektert sollys Varmestråling Et digitalt bilde: resultat av en lang signalkjede Belysning Objekt Atmosfære Optikk Bildesensor Digitale data Naturlig eller kunstig Refleksjon, evt. utstråling Absorpsjon, spredning Fokusering 173 Fra lys til elektrisk signal 2

Bilder og piksler Bilder og piksler Bilder og piksler Bilder og piksler 3

Bilder og piksler Bilder er enkle å regne på! - Bilder er enkle å regne på! Forskjell mellom nabopiksler - = 4

Forskjell mellom nabopiksler Horisontale forskjeller Vertikale forskjeller Kanter 5

Bildesensorer: rask teknologisk utvikling Rask forbedring av ytelse, drevet av massemarkeder Sensorteknologi Nye teknologier gir billige kameraer for alle bølgelengder Nye typer systemer blir mulige Bildesensorer er strategisk viktige nøkkelkomponenter Gigapixel-kamera: ser alt, alltid Gigapixel-kamera: ser alt, alltid DARPA AWARE / Duke university 150 små kameraer med felles linse 1.5 gigapixel DARPA AWARE / Duke university 150 små kameraer med felles linse 1.5 gigapixel 6

Ny teknologi i små satellitter: høy ytelse, lav pris Små satellitter basert på masseproduserte komponenter Eksempler: Skybox imaging: 24 satellitter, 0.9 m oppløsning Planet labs: 131 satellitter, 5 m oppløsning, daglig dekning Billige termiske kameraer (et tveegget sverd) Ny teknologi for termiske kameraer gir sterkt redusert effektforbruk og pris Potensial for svært gode og lette termiske kameraer Tilgjengelig for alle typer aktører i en konflikt FFI utreder konsepter for havovervåkning med en liten optisk satellitt Nattbriller med digital video Lysets spektrum: Dagens nattbriller bruker gammel analog teknologi (lysforsterkerrør). Ultrafiolett (VIS) Synlig Nær-IR (NIR) Kortbølge- IR (SWIR) Mellombølge-IR (MWIR) Termisk IR Langbølge-IR (LWIR) Radio Neste generasjon: digitalt lavlyskamera og termisk kamera Mulighet for å sende og motta video Elektronisk bildeforbedring Reflektert sollys Varmestråling Utfordringer: størrelse, vekt, pris, tilgjengelighet 7

Kortbølge-IR (SWIR) - en lite brukt del av spekteret Teknologier for spektral avbildning: utnytter informasjon i lysets spektrum Kortbølge-IR Synlig lys De lengste bølgelengdene i dagslyset, fra 1 til 2.5 mikrometer Bedre sikt i røyk Nye typer kontraster Mulighet for skjult aktiv belysning Lysets spektrum er et material-fingeravtrykk SYSIPHE - verdens beste hyperspektrale kamerasystem Fransk-norsk utviklingsprosjekt 3,0 Sollys 100 b) Refleksjon (farge) 3,0 c) Mottatt spektrum Hyperspektral avbildning i alle spektralbånd Lysstyrke Belysning (relativ) 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 Reflektans (%) (%) 80 60 40 20 Lysstyrke Mottatt lys (relativ) 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 Forskningssystem for både militært og sivilt bruk 0,0 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Bølgelengde (mikrometer) ( m) 0 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Bølgelengde( m) (mikrometer) 0,0 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Bølgelengde( m) (mikrometer) 8

Analyse av spektralbilder x y λ Hyperspektralt bilde Gjenkjenning med spektral signatur Reflektans Spektral signatur lilla Honda Civic 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 Hyperspektrale piksler Anomalideteksjon 0 400 500 600 700 800 900 1000 Bølgelengde (nanometer) Relative light intensity 10 5 c) Vehicle Soil Vegetation 0 400 500 600 700 800 900 1000 Wavelength (nanometers) Bil Jakke Gjenkjenning med spektral signatur Georeferering 0.25 Spektral signatur lilla Honda Civic 0.2 Reflektans 0.15 0.1 0.05 0 400 500 600 700 800 900 1000 Bølgelengde (nanometer) 9

Kamerageometri fra navigasjon Kamerageometri fra navigasjon Bildedekning 10

Bildedekning Kartinformasjon i bildet Geometri fra bildekorrespondanser Geometri fra bildekorrespondanser Hvordan finne korrespondanser? Relativ posisjon og orientering Relativ posisjon og orientering 11

Tydelige hjørner Tydelige hjørner Tydelige hjørner Tydelige hjørner 12

200 400 600 800 1000 1200 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 Bilde 1 Bilde 2 200 400 600 800 1000 1200 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 Bilde 2 Bilde 3 21.09.2015 Korresponderende punkter i bildesekvenser Bildebasert navigasjon Bildesekvens med deteksjon av gjenkjennelige områder i scenen: Funn av korresponderende punkter i bildesekvensen: NASA Mars Exploration Rovers Eksempel: Samregistrering av bilder Eksempel: Samregistrering av bilder 13

Eksempel: Samregistrering av bilder Eksempel: Samregistrering av bilder Bildemosaikk FFI-konsept for kompakt multifunksjonskamera Linse Filter Bildesensor Kompakt og billig sensor for spektral avbildning Mulighet for å kartlegge store områder fra en liten drone Patenteres av FFI 14

Testflygning Multispektralt bilde med 6 bølgelengdebånd 450-515 nm B 515-570 nm G 570-625 nm Y 625-685 nm R 685-745 nm IR1 745-900 nm IR2 RGB fargebilde "IR-GB" framhever vegetasjon Transmission (%) 100 90 80 70 60 50 B G R 40 30 20 10 0 400 500 600 700 800 900 1000 Wavelength (nm) Transmission (%) 100 90 80 70 60 50 40 B G IR 30 20 10 0 400 500 600 700 800 900 1000 Wavelength (nm) 15

3D-avbildning med laser-radar Avbildning i 3D Måler flytiden for en reflektert laserpuls (i lysets hastighet!) Bygger opp en "sky" av punkter i 3D Beregne avstand fra kamera 3D rekonstruksjon fra bilder kan gjøres automatisk, passivt og monokulært Relativ posisjon og orientering 16

Triangulerte punkter fra bilder gir farge og sammenheng 3D-overflate Georeferert 3D modell Kartrett ortofoto fra skråbilder 17

Kartrett ortofoto fra skråbilder Kartrett ortofoto fra skråbilder 3D-analyse Skip 18

La maskinen lære selv! Gjenkjenning med dyp læring La maskinen lære selv! Gjenkjenning med dyp læring «Skip» «Skip» La maskinen lære selv! Gjenkjenning med dyp læring La maskinen lære selv! Gjenkjenning med dyp læring Millioner av parametere «Elg» Millioner av bilder Tusener av klasser Maskinlærte egenskaper: 19

La maskinen lære selv! Gjenkjenning med dyp læring Gjenkjenning med dyp læring «Stormpanservogn»? «Militært kjøretøy»? «Kjøretøy»? «Person»? «Trusselsituasjon»? «Elg»? ImageNet LSVRC-2015: <5% feil på 100k bilder, 1k klasser Microsoft, Google, Baidu får bedre resultater enn mennesker 20

Eksempel: Deteksjon av kjøretøy Konklusjon: Vi må bruke teknologiens muligheter til å utnytte informasjonen lyset bærer med seg Forsvarets sensorer må ha oppdatert teknologi Sensordata må utnyttes best mulig Oppdaterte sensorer gir størst mulig nytteverdi av eksisterende og nye plattformer Vi trenger prosesser for å ta i bruk ny teknologi raskt 21