Человек в деталях: нейросеть найдет людей с воздуха по частям тела
В России создали нейросеть, которую можно использовать для поиска людей с воздуха. Разработчики утверждают, что алгоритм способен распознать человека с высоты 150 м, в том числе если в кадр попала только часть тела. Нейросеть обрабатывает изображения на борту беспилотника в режиме реального времени. Это основное ноу-хау, само машинное обучение для поиска людей в России используют уже с 2018 года. Новая технология способна сэкономить время, и это может быть критично при поиске людей, указали разработчики. Но решение, вероятно, будет значительно дороже. В спасательных отрядах не исключают, что покупка одного подходящего дрона и новой нейросети может стоить как десяток аппаратов, работающих с системой обработки кадров уже на земле.
Машинное обозрение
Специалисты «Лаборатории Касперского» разработали нейросеть Kaspersky Neural Networks (KNN) для анализа фотографий, сделанных беспилотными летательными аппаратами. По ним программа может оценивать ущерб при чрезвычайных происшествиях (наводнениях, ураганах, пожарах), анализировать данные для геодезической, картографической и кадастровой деятельности, оценивать состояние посевов на полях, детектировать сорняки, пояснили в компании. Также KNN позволит искать пропавших людей в труднодоступных районах, утверждают разработчики.
Здание «Лаборатории Касперского»
В компании сказали, что уделили особое внимание алгоритмам обнаружения малых объектов в условиях ограниченной видимости. Они помогают не только лучше и быстрее искать на снимках людей, но и классифицировать постройки на жилые и хозяйственные, например, в зоне наводнения.
Человека алгоритм может распознать в том числе по части тела — голове, руке или ноге, утверждают разработчики. В зависимости от того, что именно попало в кадр, нейросеть отметит объект и присудит рейтинг по стобалльной шкале. Чем ниже балл, тем меньше вероятность, что в кадре человек. Окончательное решение примет оператор программы.
По заявлению разработчиков, если тело видно полностью, нейросеть сможет понять, идет человек, сидит или лежит. Этот параметр может быть важен, поскольку лежачему человеку в лесу с большей вероятностью нужна помощь, чем идущему, пояснил руководитель направления Kaspersky Neural Networks Владимир Клешнин.
— Машинное зрение лучше человеческого глаза анализирует изображения. Например, когда картинку рассматривает оператор, он в первую очередь ищет цветовые несоответствия — такова физиология. Однако когда человек в камуфляже, что среди грибников случается часто, заметить его с высоты сложнее. Для нейросети же цвет одежды не играет большой роли. Но главное — программа находит людей за миллисекунды. Тогда как человек на изучение картинки тратит минуты, — сказал Владимир Клешнин.
Разработка позволяет обрабатывать кадры на борту дрона во время полета и отправлять операторам фрагменты с обнаруженными объектами сразу, если имеется радиосвязь, подчеркнули в компании. В противном случае данные буферизируются до тех пор, пока не появится соединение.
— Мы не тратим время на облет заданного маршрута целиком, возвращение на базу, выгрузку изображений, а потом их обработку нейросетью. Пропуская эти шаги, мы экономим время, — сказал Владимир Клешнин.
За работу нейросети в воздухе отвечает миниатюрный компьютер, которым нужно оборудовать биспилотник. Спецификации и вычислительной машины и дрона, но при использовании маломощного оборудования результаты обработки лучше повторно проверять на земле, сказали разработчики.
И другие
Идея использовать машинное зрение для поиска людей с воздуха не нова. В России, например, компания «Билайн» еще в 2018 году передала в использование поисково-спасательному отряду «Лиза Алерт» такое решение. Нейросеть называется «Beeline AI — Поиск людей». Она умеет находить людей с высоты вне зависимости от положения тела или цвета одежды, рассказали «Известиям» в пресс-службе «Билайн». Эта нейросеть работает только на наземных компьютерах, поэтому изображения обрабатывают по возвращении квадрокоптеров.
— Первичные тесты совместно с «Лиза Алерт» показали, что точность модели на тестовых изображениях приближается к 98%. Потенциально нейронная сеть способна находить людей и предметы во всех местах поиска, таких как лес, болота, поля, города, независимо от времени года и одежды человека. Алгоритм потенциально сможет распознавать нестандартное положение тела в пространстве, например, сидящего, лежащего или частично укрытого листвой человека, — сказали в пресс-службе «Билайн».
Поисковый отряд «Лиза Алерт»
В «Лиза Алерт» не дали оценку KNN, так как не пользовались разработкой. В организации отметили, что регулярно прибегают к помощи разработки «Билайна».
— Аэросъемка используется практически при каждом поиске человека в природной среде — в лесах, полях, на болотах и не только. В любое время года. При помощи беспилотников мы в среднем находим по 30 человек в год при примерно 700 вылетах, — рассказал руководитель направления беспилотной авиации поисково-спасательного отряда «Лиза Алерт» Евгений Герасимов.
Проанализированные программой изображения по возможности отправляют специалистам для ручной проверки, добавил он. Впрочем, когда нейросеть всё же находит человека, спасатели не ждут результата повторной проверки и сразу дают команду об эвакуации.
— Мы получаем примерно 100 изображений с одного дрона каждые 20 минут, когда коптер возвращается на замену аккумулятора. Все картинки загружаются в нейросеть. Она обрабатывает один снимок примерно за две секунды. То есть за время следующего облета мы успеваем проверить все фотографии с предыдущего. Процесс идет беспрерывно, — рассказал Евгений Герасимов.
Дорогой инструмент
Автономная нейросеть может ускорить поисковые отряды, но в случае с KNN это обойдется очень дорого, считает Евгений Герасимов. Разработчики предлагают комплекс, который включает промышленный дрон самолетного типа «Альбатрос М5». Такой набор может стоить несколько миллионов рублей, пояснил Евгений Герасимов. По его словам, за эти деньги «Лиза Алерт» может оборудовать десяток коммерческих квадрокоптеров и получить большую эффективность работы.
В «Лаборатории Касперского» согласились, что их комплекс может стоить несколько миллионов рублей. Там добавили, что разброс цен большой и сильно зависит от комплектации.
Компания видит одним из основных заказчиков своего продукта МЧС России. Специалисты ведомства проявили заинтересованность в разработке во время профильной выставки «Комплексная безопасность – 2021», утверждают в «Лаборатории Касперского».
— По ее итогам мы получили много запросов на демоверсию KNN от различных региональных подразделений МЧС России и других стран. С некоторыми из них мы сейчас обсуждаем передачу ПО и возможность проведения пилотных проектов, — рассказал Владимир Клешнин.
В МЧС России сообщили, что сейчас тестируют нейросетевую модель собственной разработки, которая позволяет детектировать объекты (водные объекты, дома, люди) по данным дистанционного зондирования Земли, полученные с беспилотных летательных аппаратов, которые есть на вооружении в каждом субъекте.
— Нейросеть, которая анализирует результаты аэросъемки в режиме реального времени, безусловно, поможет сократить время на оценку обстановки и принятие решения при поисково-спасательных работах. Вместе с тем не стоит забывать о верификации и апробации разработанных методик, установлении доли возможной погрешности, оценки эффективности и качества разработанных инструментов, — сказали в МЧС.
Там добавили, что специалисты ведомства готовы сотрудничать по вопросам использования разработок «Лаборатории Касперского» «с целью обмена опытом, в том числе в полевых условиях».
