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Equipe Bit a Bit — Fri, 26 Aug 2011 20:05:55 +0000

Você faz ou fez Engenharia de Computação na POLI-USP e quer escrever no @bit_a_bit? Entre em contato pelo e-mail contato@bitabit.eng.br.

Aleph: Sistema de Monitoramento Visual de Pessoas

Rafael Ivan Garcia, Coop10 — Mon, 15 Nov 2010 01:09:57 +0000

O que é o projeto?

Um sistema de monitoramento é um sistema capaz de observar e interpretar acontecimentos. Esses acontecimentos podem ser capturados em vídeos, imagens, textos ou em qualquer meio de representação de informações. O uso de um sistema dessa natureza permite que ações sejam monitoradas e previsões sobre futuras ações sejam realizadas o que auxilia a tomada de decisões.
O Aleph é um sistema de monitoramento visual com o propósito de utilizar técnicas e algoritmos de visão computacional para criar um sistema capaz de detectar e rastrear pessoas em vídeos, armazenando suas rotas e produzindo mapas de calor e reproduções de suas movimentações. Ele funciona para ambientes fechados com pouca variação de luz, com uma câmera de vídeo estacionada, e com imagens em que corpos inteiros de pessoas aparecem.

Aplicações

Sistemas com o Aleph têm surgido com grande importância em empresas e indústrias que precisam monitorar e analisar seus processos de negócio.

Lojas de shoppings de todo o Brasil já são interessadas nessa tecnologia; elas possuem câmeras que registram a movimentação das pessoas e alimentam sistemas que analisam, por exemplo, as áreas de maior fluxo de consumidores para entender melhor os hábitos de consumo.

Além disso, existe demanda por sistema inteligentes de vigilância para detecção e rastreamento de indivíduos em áreas restritas de determinados ambientes controlados.

A tecnologia por trás do Aleph

Para construir este sistema, foram utilizadas tecnologias de visão computacional, uma ciência que estuda meios para que máquinas possam enxergar. Através de técnicas e métodos dessa ciência, sistemas artificiais podem extrair informações de imagens capturadas por câmeras e traduzi-las para serem compreendidas por seres humanos ou utilizá-las em sistemas de controle.
Sistemas de monitoramento de câmera única embasados em técnicas de visão computacional geralmente podem ser divididos em dois grandes módulos: o primeiro, detecção, é responsável por identificar a presença de objetos de interesse (neste caso, pessoas) nas imagens capturadas e definir as posições deles nas cenas; o segundo, rastreamento, conhecendo tais informações, deve executar o rastreamento dos alvos e manter o controle de suas trajetórias no decorrer da cena.
Para extrair o máximo de qualidade do sistema de monitoramento, é essencial que a arquitetura estabeleça uma forma para que estes módulos operem em sincronia. Assim como o módulo de rastreamento utiliza as informações geradas pelo detector de pessoas, os dados de rastreamento gerados pelo rastreador são realimentados no módulo de detecção de pessoas, para que este tenha uma fonte adicional de informação e possa ajustar a sua forma de trabalho.

Módulos principais do Aleph

Em linhas gerais, a interface entre esses dois sistemas são as posições das pessoas existentes na cena em análise. O detector de pessoas envia as posições medidas para o rastreador, que, após executar as rotinas de rastreamento e calcular as previsões de movimento, responde com as posições previstas para a cena seguinte.
As principais técnicas de visão computacional utilizadas neste trabalho são: modelagem e subtração de fundo, operações morfológicas, suavização de imagens, análises de histogramas e aplicações do filtro de partículas condensation.
O Aleph foi implementado essencialmente nas linguagens de programação Python e C++, usando a biblioteca de processamento de imagens em tempo real OpenCV, originalmente desenvolvida pela Intel.
Maiores informações e detalhes teóricos da tecnologia podem ser encontrados na monografia, disponível no final deste post.

Do que o Aleph é capaz?

Para ilustrar o funcionamento do Aleph, pode-se considerar o frame abaixo, correspondente a uma filmagem do hall de entrada do prédio da Engenharia Elétrica da Escola Politécnica da USP.

Abaixo está mostrado o modelo de fundo (frame em que não existe nenhuma pessoa) utilizado para este vídeo:

Com base no modelo de fundo e no frame a ser processado, o Aleph realiza a subtração do fundo, aplica operações morfológicas de abertura e fechamento e suaviza a imagem, de maneira a obter a imagem a seguir, na qual as manchas brancas (foreground) indicam áreas em que existe movimento.

Estas áreas nas quais há constatação de movimentação são analisadas na tentativa de identificar o padrão de uma pessoa. A figura que segue mostra os alvos detectados no frame em processamento:

Processando o vídeo completamente, o Aleph gera uma mapa de calor que retrata as áreas de maior fluxo de pessoas. Para a situação do hall do prédio da Engenharia Elétrica, o seguinte mapa foi obtido:

O vídeo a seguir mostra um trecho do vídeo em questão processado pelo Aleph:

Em outro exemplo, com as imagens do PETS 2006, o Aleph obteve o resultado que pode ser visualizado no vídeo e na imagem do mapa de calor abaixo:

Mapa de Calor Resultante - PETS2006

Ambiente de simulação 3D

Enquanto analisa os vídeos, o Aleph popula um banco de dados com as posições de cada uma das pessoas, associando-as aos frames do vídeo. Desta maneira, seria possível utilizar esses dados para reconstruir a movimentação em um ambiente de simulação tridimensional.
Para ilustrar, foi desenvolvido um protótipo de ambiente de simulação 3D que usa os dados do monitoramento do Aleph, com a colaboração dos alunos Thiago Dias Pastor e Bruno Duarte Correa, que ajudaram em uma integração do Aleph com o sistema desenvolvido por eles em seu TCC.
O vídeo a seguir mostra uma reprodução em 3D da movimentação de uma pessoa em um ambiente fictício.

Para tornar a simulação mais realista, seria necessário modelar em três dimensões o ambiente filmado, e utilizar esta modelagem como ambiente de simulação.

Este projeto foi desenvolvido como trabalho de formatura dos formandos do curso cooperativo de Engenharia de Computação:

Alison Akio Paulo Miazaki
Filipe Morgado Simões de Campos
Rafael Barbolo Lopes
Rafael Ivan Garcia

A monografia que explica todos os aspectos do sistema e apresenta discussões dos resultados obtidos pode ser baixada aqui e o pdf da apresentação do projeto para a banca aqui.

Orientação:
Professora Anna Helena Realli Costa
LTI – Laboratório de Técnicas Inteligentes
Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
Departamento de Engenharia de Computação e Sistemas Digitais

“O que a eternidade é para o tempo, o Aleph é para o espaço.” – Borges

StartuPapo #2 – Evento para Empreendedores

Rafael Barbolo Lopes, Coop10 — Fri, 15 Oct 2010 04:25:49 +0000

Está em cima da hora, mas hoje, 15 de Outubro de 2010 às 18h, acontecerá o segundo StartuPapo, no Anfiteatro da Engenharia Elétrica POLI-USP.

O objetivo do evento é fomentar o empreendedorismo, criando um ecossistema propício à criação de novos negócios. O evento é gratuito e não exige inscrição antecipada. Nesta segunda edição, estarão presentes os fundadores da boo-box e da byMK, além do editor do blog Startupi.

Para visualizar todos os detalhes do evento, acesse o site da RUNN (Rede USP de Novos Negócios).

Não somos só um cérebro!

Eduardo Russo, Coop10 — Thu, 01 Apr 2010 18:53:08 +0000

Aluna da área feminina de Janeiro não será muito apreciada devido ao atraso.

Indo na contra mão de celebridades que são famosas por seus corpos e que buscam mostrar que são mais que isso, estudantes da Escola Politécnica resolveram mostrar que não são apenas um cérebro!

Um grupo se uniu e resolveu criar um calendário para mostrar isso, que, mesmo com tanta gente inteligente, ainda é possível encontrar corpos e rostos bonitos.

Com ajuda dos estudantes da ECA, o calendário tem 24 fotos – um lado com 12 de garotos e o outro com 12 de garotas – e, apesar do atraso devido a problemas com a produção, deve começar a ser distribuído pela universidade.

A maioria dos alunos e alunas preferiu não mostrar o rosto nos calendários, mas alguns conseguiram vencer a inibição e podem ser reconhecidos andando pela faculdade. Por votação da maioria, os nomes dos alunos não foi exposto no calendário. Fica então a dúvida de quem é quem!

Além do calendário “físico”, uma versão digital também será disponibilizada para que alunos as utilizem em seus computadores.

Pelo pouco que pude ver do preview que recebi, o calendário é de extremo bom gosto, com fotos com enquadramentos bem artístico, poses levemente sensuais e efeitos de pós produção muito bem executados.

O preview que recebi pode ser baixado aqui.

Aluno da área masculina do mês de Dezembro

Estudante de Engenharia de Computação recebe prêmio de poesia

Equipe Bit a Bit — Fri, 06 Nov 2009 19:00:11 +0000

Rodrigo Rosa, estudante de Engenharia de Computação da Escola Politécnica da USP, foi premiado no II Prêmio Literário Canon de Poesia 2009.

Mais de 2000 poetas de todos os cantos do país se inscreveram neste prêmio literário, que é um dos mais importantes do Brasil na categoria poesia. Serão publicados 1500 (mil e quinhentos) exemplares da coletânea de poesias vencedoras.

Os participantes vencedores receberão cópias dos exemplares e suas poesias serão divulgadas e promovidas pela Canon Brasil pelo período de um ano em ações de Marketing e Propaganda.

Rodrigo Rosa, poeta e engenheiro

Segue a poesia vencedora do prêmio de autoria de Rodrigo Rosa:

Bate

Bate coração de poeta.
Bate asas do meu ser.
Bate e se debate contra as palavras, vence a vida.

Escuta essa frase solta no vento.
Escuta o silêncio dos pássaros.
Escuta a voz que arde no seu peito.

Toma e escreve, e conta, e narra
a saga em que todos somos heróis.
Mostra e demonstra, solta a amarra,
me ensina a girar como os girassóis.

Levanta o lençol, descobre o medo,
acorda a criança que há em nós.
Mexe e remexe, sacode o zelo,
livra-nos da companhia de estar a sós.

A caverna é um abismo traiçoeiro,
saiamos dela, toquemos o mundo,
que ele se deixa tocar simples e fagueiro.

A porta está aberta, nunca se fechou,
nossos cavalos já estão preparados.
Basta abrir os olhos, largar o que ficou,
e seremos todos príncipes encantados,
princesas envoltas em lenços dourados.

A Equipe do Bit a Bit parabeniza o Rodrigo Rosa por este grandioso prêmio. Desejamos muito sucesso e que continue na trilha do sucesso!

Olá Mundo. Nasce hoje o portal Bit a Bit.

Equipe Bit a Bit — Wed, 04 Nov 2009 12:32:47 +0000

O Bit a Bit é fruto do esforço coletivo de alunos e ex-alunos de Engenharia de Computação da Poli-USP.

A ideia de criar o portal surgiu porque muitas turmas e alunos da faculdade mantêm blogs e listas de discussões que são referências em áreas da Engenharia de Computação no Brasil. Neste cenário, a nossa missão é consolidar um canal de distribuição de todo conhecimento gerado, permitindo que qualquer pessoa interaja com os autores.

O portal conta com o apoio das seguintes ferramentas:

Minerva Poli-USP

Blog: queremos proporcionar a troca de ideias trazidas por politécnicos de diferentes realidades e experiências, sejam eles mais voltados para a área acadêmica ou para o mercado. As discussões serão iniciadas por artigos e aprofundas em comentários.

Fórum: buscamos maior aproximação com o usuário. Os tópicos do fórum podem ser baseados em artigos do blog ou dúvidas gerais e abrem espaço para participações efetivas dos leitores.

Wiki: criaremos um ambiente de colaboração em Engenharia de Computação. Serão disponibilizados artigos, textos, resumos, etc. A participação conjunta e colaborativa aprimorará o conteúdo para deixá-lo mais atualizado possível.

Nem todas essas ferramentas estão disponíveis neste primeiro momento. Queremos, a princípio, consolidar cada uma das frentes, até que todas tenham qualidade e apoio suficientes para que o trabalho caminhe com tranquilidade.

Se você é aluno, ex-aluno, ou professor da Poli-USP, contribua! Se não, aproveite. Sinta-se em casa para interagir, dar dicas e sugestões.

Seja Bem-Vindo. O espaço é nosso.