無人機+深度學習,英特爾AI技術高效助力文物保護

机器之心發表於2018-07-26

通過英特爾人工智慧技術、深度學習技術、無人機技術等,如果實現對於箭扣長城的保護與修繕?答案就在視訊裡。


  • 無人機高精度影像採集:因為長城的跨度很大,修繕之前首先需要進行環境勘測。傳統的辦法是通過尺子測量以及目測,很難得到精準的資料。通過英特爾®獵鷹 8+(Intel® Falcon™ 8+)無人機,工作人員能夠近距離檢測到長城的破損情況,可以獲取高解析度影像,幫助文保人員清晰、全面瞭解長城現狀。

無人機+深度學習,英特爾AI技術高效助力文物保護

  • 基於英特爾® 至強處理器的 3D 建模和損毀檢測: 這個過程包含了多個演算法和步驟。根據無人機採集的資料,採用英特爾® 至強處理器能夠快速分析處理上萬張圖片,並計算出破損的長度和寬度,規劃修繕所需材料,並提供裂縫和塌方等破損的測量資料用於指導物理修繕。有了這些資料,修繕團隊就無需再現場測量,而是可以通過 AI 演算法得到最終需要的時間、人力、物力和成本。

無人機+深度學習,英特爾AI技術高效助力文物保護

  • 基於人工智慧和深度學習技術的數字化修復:在 3D 模型損毀識別基礎上,利用最新的 3D 模型對抗生成網路,以及迴歸卷積網路,對城牆缺損部位進行數字化修復,並據此對實際的長城修繕和維護提供指導和參考資料。

無人機+深度學習,英特爾AI技術高效助力文物保護

這將是一個全新的探索,先進的無人機航拍和人工智慧技術參與文物建築的修繕和保護,英特爾的計算技術深度參與其中。資料顯示,僅僅 700 米的長城城牆,獵鷹 8+無人機採集了上萬張高解析度影像,原始資料超過 200GB,整個處理過程會頻繁訪問這些資料,還會產生超過 100GB 的中間和模擬資料,即便是高效能的計算,處理如此龐大的資料量也極其複雜。

解決方案還涉及多種 AI 演算法,包括視覺特徵抽取與索引,相機引數恢復,光束平差(bundle adjustment),稠密匹配,幾何模型網格生成,深度神經網路 2D 及 3D 模型訓練,紋理合成等。

英特爾的方案是,基於 Xeon 至強可擴充套件處理器,英特爾固態盤,同時結合 OpenMP/MPI 並行優化技術,採用針對英特爾 CPU 優化的英特爾®深度神經網路數學核心函式庫(MKL-DNN),以及面向英特爾架構優化的深度學習框架 Tensorflow 等工具,高效地實現長城 3D 建模和數字化修復,並達到釐米級精度的效果。

整個長城 3D 建模和數字化修復過程中,需要進行大規模的方程迭代計算,其中一些基於大規模稀疏矩陣的方程求解會存在收斂穩定性問題。這個時候,大規模矩陣計算庫 MKL 的作用就凸現了,它不僅能夠提升計算效率,還能夠大大提高複雜計算的穩定性。

如今,英特爾開發的 MKL-DNN 庫已經廣泛應用在 Tensorflow,Caffe 等流行的深度學習框架中。可以說,針對深度學習領域不同演算法實現的解決方案中,英特爾至強架構是能夠全面高效、低成本支援這麼多種演算法的理想選擇,並可以明顯提高人工智慧修繕長城的效率和速度。

有了更領先的技術和更精準的資料,我們創造了更快、更高效的解決問題的辦法,幫助各行各業解決那些尚未解決的問題。

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