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Teaching computers to solve skeletal jigsaw puzzles | Xin “Shane” Li | TEDxLSU


[Musica]
negli spettacoli televisivi criminali che potresti ricordare
uso di investigatori forensi
computer per ricostruire la faccia da
il teschio e identificare la vittima in
molti casi forensi o addirittura massicci
disastri quando i resti del corpo sono
gravemente danneggiato e nessun’altra informazione
è disponibile la ricostruzione facciale
diventa un potente strumento per aiutare a identificare
il corpo ed è stato con successo
applicato in molti casi ma è ciò che noi
visto in TV è possibile gli investigatori
già basta usare i computer per ottenere il
faccia dai resti scheletrici
sfortunatamente questo non è ancora possibile
in casi reali il restauro del
resti scheletrici e la ricostruzione
la faccia deve ancora essere elaborata
manualmente da specialisti forensi questo
la procedura potrebbe richiedere diversi giorni
per finire che richiede molto tempo
Ricostruzioni ad alta intensità di manodopera
fatto da persone diverse potrebbe essere
diverso a causa della loro soggettività
le questioni del lavoro a tempo e
la soggettività inibisce
investigatori dalla risoluzione di crimini
portare giustizia e dare il
deceduti la chiusura che meritano questi
i problemi sono quelli che stiamo cercando di risolvere
e stiamo sviluppando programmi per computer
di farlo con il sostegno della Nazionale
Science Foundation e in collaborazione
con antropologi forensi a
Louisiana State University è la nostra squadra
costruendo la prima scala digitale
restauro e ricostruzione facciale
pipeline e lo sviluppo di un nuovo computer
programmi di grafica e apprendimento automatico
per rendere questa intera procedura più
efficiente e più obiettivo in questo
parlare ti mostrerò il nostro più recente
progresso nello sviluppo di questo
pipeline che ha tre componenti principali
danno di riassemblaggio del cranio frammentato
restauro e facciale
costruzione la prima cosa che siamo
guardando le stesse ossa quando
vengono da noi i teschi di solito
frammentato con parte dei dispersi
spesso danneggiati da animali o ambientali
attività quindi il primo passo è quello di
ripristinare questi pezzi al loro
geometria originale convenzionalmente
i teschi frammentati devono essere riassemblati
e tenuto insieme con cera o altro
colle manualmente questo è di nuovo lento e
dipende dall’abilità dei modellisti
la nostra pipeline in primo luogo abbiamo 3d scan questi
frammenti per ottenere i loro modelli digitali
quindi rimontare i programmi per computer
loro per noi ma la sfida è come
insegniamo ai computer a fare il riassemblaggio
automaticamente consideriamo prima il
problemi di riassemblaggio in due dimensioni
spazio e questo è equivalente all’insegnamento
computer per risolvere i puzzle
anche se è stato studiato al computer
campi visivi per oltre due decenni
abbiamo trovato che la maggior parte degli algoritmi esistenti
solo lavorare su esempi di giocattoli e non poteva
persino gestire puzzle moderatamente complessi
così recentemente abbiamo sviluppato un nuovo algoritmo
per fare il riassemblaggio abbiamo addestrato il
macchina per riconoscere trame di immagini
in modo che potesse identificare e raggruppare
insieme potenziali pezzi vicini
che spesso hanno simili o correlati
trame anche sviluppiamo una nuova
modello gerarchico per cercare il
composizione ottimale tra i frammenti
che massimizza la reciproca coerenza di
allineamenti locali in altre parole esso preleva
la cucitura corretta tra i frammenti
analizzando quanto bene li rendono in forma
con tutti i loro vicini dal grande
immagini con questo nuovo design nostro
gli algoritmi possono notevolmente sovraperformare
assistendo approcci e potrebbe ora risolvere
i puzzle ci sono quattro o cinque volte
più complesso di quelli che potrebbero essere
gestito da algoritmi esistenti dopo
spiegando la nostra idea in 2d vediamo come
questo funziona con oggetti 3d supponiamo di avere
un modello normativo in ceramica e lo spezziamo
in frammenti
quindi digitalizziamo questi pezzi frammentati
e il nostro programma può automaticamente
rimontarli nuovamente al modello normale
di nuovo sul vero teschio questo digitale
il rimontaggio potrebbe anche essere applicato a questo
mostra un esempio di cranio frammentato
che è stato riassemblato dal nostro programma
dopo il riassemblaggio del frammento, passiamo da
questo al restauro danneggiato che
riparazioni ancora mancanti o danneggiati
regione sul cranio quindi abbiamo bisogno di un programma
per aiutarci a indovinare quale dovrebbe essere riempito
in questa parte mancante abbiamo sviluppato
il nostro sistema di restauro combinando
tre strategie efficaci che possiamo abrogare
un teschio che usa la sua auto simmetria come umano
i teschi sono generalmente simmetrici che possiamo
anche riparare la regione mancante
trapiantando la sua controparte da a
template skull possiamo anche predire il
parti mancanti da regioni esistenti
utilizzando un modello di shake statistico costruito
su un database del cranio combinando tutto
queste tre strategie efficaci che abbiamo
sviluppato un sistema di restauro affidabile
per teschi danneggiati dopo il cranio
il restauro l’ultimo passo è il viso
ricostruzione questo è dove il teschio
incontra la carne eseguendo un accurato
la ricostruzione facciale è in realtà
impegnativo anche per il forense
specialisti questo perché sebbene il
la geometria generale del viso può essere
per lo più determinato dal cranio certo
caratteristiche come le sopracciglia a forma di labbra e
lo stile di capelli non può essere dedotto dal
ossa così un viso realistico
la ricostruzione si basa spesso su determinati
interpretazione artistica dal modellista
per evitare queste ambiguità nel nostro
conduttura invece di direttamente
ricostruire la faccia dal cranio
per prima cosa ricostruiamo molte facce da
foto di ritratti come queste verranno
da un database di persone scomparse poi
eseguiamo una sovrapposizione per abbinare
il cranio con ogni faccia ricostruita
e vedere quanto è probabile questo cuoio capelluto
quella persona
finalmente questa partita
può essere usato per rivedere il ricostruito
faccia per abbinare meglio il cranio per allenarsi
computer per fare il viso
ricostruzione da una foto
abbiamo costruito una rete neurale profonda e utilizzata
circa 50.000 paia di scansioni 3d e
ritratto foto e addestrato la funzione
estrazione e modellazione del viso in modo che il
il programma può ricostruire la faccia da
qualsiasi nuova foto per fare il
la sovrapposizione del programma controllerà
se questa fase corrisponde a questo cranio
quanto bene abbinerà la profondità del tessuto
per esempio con la geometria del viso
qui i punti verdi indicano le regioni
dove le morti dei tessuti hanno una piccola deviazione
dallo standard mentre il punto rosso
indicare le regioni in cui sono presenti morti dei tessuti
anormale può la probabilità di corrispondenza
quindi essere calcolato in base al rapporto di
punti verdi e rossi ora con questo
programma quando abbiamo dato un teschio che potremmo
calcola la sua probabilità di corrispondenza con
ogni faccia in un database e restituisce a
elenco dei volti migliori abbinati e su a
volto ricostruito specifico del programma
potrebbe identificare quindi perfezionare il non bene
regione abbinata secondo il cranio a
arrivare a resynthize una nuova faccia che
meglio abbina il cranio in termini di
velocizza il nostro programma dopo l’ allenamento
finire la ricostruzione e
sovrapposizione in pochi
secondi e la sua precisione e affidabilità
migliorerà continuamente con il
raccolta di sempre più dati che siamo
eccitato ciò che abbiamo sviluppato qui
potrebbe potenzialmente salvare forense
specialisti giorni e settimane dal loro
tempo di lavoro e questo può portare a un più veloce
percorso per le risposte per le persone nella scia
di disastri o tragedie oltre a loro
applicazioni forensi queste tecnologie
anche aprire la porta a più generale
applicazioni per esempio anziché solo
ri-assemblando puzzle potremmo
addestrare i computer per rimontare a brandelli
documenti arricchiti e diventare sfilacciato
per file importanti invece di solo
riparare i teschi danneggiati che potremmo allenare
i computer riparano altre cose come
prezioso antico
Re o reliquie e invece di solo
ricostruendo volti dai ritratti noi
potrebbe addestrare i computer a ricostruire qualsiasi
Scene 3D dalle nostre foto disponibili a
ottenere il nostro mondo fisico digitalizzato all in
tutta questa ricerca sta ponendo il
fondamento per rendere pienamente
ricostruzione facciale computerizzata a
la realtà ne sta facendo anche molte di più
restauri di dati assistiti da computer
possibile in un futuro molto vicino
cosa stiamo andando a ripristinare o
Ricostruisci dopo non lo so
ma ora tutto è possibile grazie
[Applausi]
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