יום רביעי, 22 בפברואר 2017

חידושים בעיבוד תמונה וראיה ממוחשבת בסביבת MATLAB

הרבה יכולות חדשות נכנסו לכלי עיבוד התמונה והראיה הממוחשבת בסביבת MATLAB בגרסאות האחרונות – פונקציות חדשות, פיצ'רים חדשים בפונקציות ותיקות, וממשקים גרפיים אינטראקטיביים (Apps) נוחים לשימוש.
דוגמאות ל-Apps (ניתן ללחוץ על התמונות לעיל לצורך הגדלה):
מימין - Image Batch Processor App המאפשר לבצע פעולה מסוימת על מספר תמונות מאותה תיקייה, ניתן לעבוד על מספר תמונות בו זמנית (לחצו לפוסט בנושא).
משמאל -
Color Thresholder App המאפשר לבצע עיבוד תמונה המבוסס על צבע (לחצו לפוסט בנושא). 

בין היכולות החדשות:

·         Point Cloud Processing – עבודה עם ענני נקודות – הסרת רעש, איחוד ענני נקודות, רגיסטרציה של שני ענני נקודות באמצעות אלגוריתם ICP ועוד...למידע נוסף – לחצו פה.
·         Structure from Motion – שערוך תנוחת מצלמה ומבנה תלת-ממדי של סצינה מתוך אוסף תמונות דו-ממדיות. שימושי עבור יישומי סריקות תלת-ממד ומציאות רבודה (Augmented Reality). למידע נוסף – לחצו פה.
·         OCR – פונקציות לזיהוי תווים אופטי וממשק גרפי (App) לאימון מודל OCR לצורך זיהוי סט ספציפי של תווים. למידע נוסף – לחצו פה.
·         המרה אוטומטית מקוד MATLAB לקוד C – תוספת של עשרות אלגוריתמי עיבוד תמונה וראיה ממוחשבת לרשימת האלגוריתמים הניתנים להמרה. לרשימה המלאה, לפי כלי MathWorks השונים – לחצו פה (חפשו את המילים Image או Computer Vision).
·         טכניקות סגמנטציה חדשות ב-Image Segmenter App כמו  Flood-Fill, Adaptive Thresholding  וסגמנטציה מורפולוגית, בנוסף לשיטתActive Contours . לדוגמה לשימוש ב-App לחצו פה.
·         האצת ביצועים באמצעות GPU – תוספת של עשרות פונקציות מעולם עיבוד התמונה לרשימת הפונקציות הניתנות להאצה בעזרת כרטיס המסך. למידע כללי על האצת ביצועי MATLAB באמצעות GPU לחצו פה. לרשימה העדכנית של הפונקציות הנתמכות מעולם עיבוד התמונה – לחצו פה.
·         ACF – גילוי אנשים בוידאו ותמונות בעזרתAggregate Channel Features . למידע נוסף – לחצו פה.
·         SLIC – סגמנטצית סופרפיקסל יעילה של תמונות צבע ותמונת Grayscale באמצעות אלגוריתםSimple Linear Iterative Clustering . למידע נוסף – לחצו פה.
·         Deep Learning – למידה עמוקה לצורך מציאת אובייקטים שמעניינים אותנו בתמונות, סיווג תמונות לקטגוריות שונות ושאר שימושים. למידע נוסף – לחצו פה.

חידושים אלה ואחרים הופכים את העבודה עם MATLAB לקלה יותר ויעילה יותר!  

לרשימה המלאה של כל החידושים בכלי עיבוד התמונה והראיה הממוחשבת, לחצו על שם הכלי הרלוונטי:
Image Acquisition Toolbox

בגרסאות שמתוכננות לשנת 2017 צפויים חידושיים משמעותיים נוספים, מומלץ להמשיך ולהתעדכן!

יום שלישי, 31 בינואר 2017

חידושים בהמרה אוטומטית של קוד MATLAB ומודלים של Simulink לקוד C++/C ובניתוח סטטי של קוד C++/C

לפני כארבעה חודשים שוחררה גרסת ה-MATLAB השנייה לשנת 2016, R2016b. הגרסה כוללת הרבה שיפורים ויכולות חדשות ל-MATLAB ולכלים המשלימים אותו, ובפרט – לכלים המאפשרים המרה אוטומטית של קוד MATLAB ומודלים של Simulink לקוד C/C++ והמאפשרים ניתוח סטטי של קוד C/C++. במסגרת סדרת הפוסטים העוסקים בחידושים בגרסה הנ"ל (לחצו לפוסט הקודם בסדרה), מובאת להלן סקירה בנושאים שבכותרת, אשר נכתבה על ידי מיכאל דוננפלד, מהנדס אפליקציה בחברת סיסטמטיקס, המהווה מוקד ידע בכל הקשור לשימוש בכלים המוזכרים להלן.

MATLB Coder
בכלי המאפשר המרת קוד MATLAB לקוד C/C++, נוספו:
·         תמיכה בפונקציות רקורסיביות ו-Anonymous Functions.
·         תמיכה באלגוריתמי לימוד מכונה מסוג SVM  ו-Logistic Regression.
·         תמיכה ב-29 פונקציות מתוך ה-Wavelet Toolbox, כלי לניתוח אותות ותמונות באמצעות גלונים.

Simulink Coder
בכלי המאפשר המרת מודלים של Simulink (כולל Stateflow) לקוד C/C++, נוספו היכולות הבאות:
·         ייצור קוד מתוך בלוקים ייעודיים המגדירים כיצד לאתחל את המודל, לאפס את המודל ולסיים את ריצת המודל  (Initialize Function, Reset Function, Terminate Function).
·         ייצור קוד מבלוקים המאפשרים לקרוא ולכתוב ל-states של המודל.
·         ייצור קוד אוטומטי התומך בלוח Nucleo של חברת STMicroelectronics.

Embedded Coder
בכלי, המאפשר קבלת קוד C/C++ אופטימלי עבור מערכות Embedded, מתוך קוד MATLAB או מודלים של Simulink, תוך שימוש בכלי/ם הרלוונטי/ם המוזכר/ים לעיל, נוספו היכולות הבאות:
·         אפשרות לקבוע את ממשק התוכנה של פונקציות המיוצרות מ-Simulink Function block.
·         תמיכה בייצור קוד המוכוון ללוח מסוג STM32F746G-Discovery  המבוסס על Cortex-M7.
·         הקטנת כמות הזיכרון הנדרש ע"י שימוש חוזר במרחב זיכרון (Buffer reuse) במקרים שונים כגון: מבנים גלובליים של nonreusable subsystems.
·         אופטימיזציה בקוד של חישוב אינדקסים בגישה למטריצות בתוך לולאות.
·         הקוד המחולל מיוצר ללא שימוש בפעולות כפל, אלא משתמש רק בפעולות חיבור והזזה.

Polyspace Bug-Finder & Code-Prover
בכלים המאפשרים איתור באגים בתוכנה בעזרת Static Analysis והוכחה של העדר שגיאות run-time בקוד, נוספו היכולות הבאות: 
·         קונפיגורציה אוטומטית לבדיקת קוד שמקומפל ע"י Diab Compiler.
·         אפשרות הגדרות נוחה המבחינה בין קוד שרץ כמשימה מחזורית מול קוד שרץ דרך פסיקה. זאת על מנת לאפשר זיהוי בעיות הנוגעות ל-multitasking כגון: race condition, read/write contentions וכדומה.
·         אפשרות להריץ את הכלי מתוך שורת מערכת ההפעלה.
·         אפשרות להריץ אנליזה של הכלי אוטומטית מסביבת IBM®  Rhapsody 8.1 באמצעות שימוש ב-add-in  ייעודי.
·         קבלת מדד המשערך את כמות הזיכרון של משתנים מקומיים בקוד.



יום רביעי, 21 בדצמבר 2016

חידושים בבקרה ומידול פיסיקלי בגרסת R2016b

לפני כשלושה חודשים שוחררה גרסת ה-MATLAB השנייה לשנה זו, R2016b. הגרסה החדשה כוללת הרבה שיפורים ויכולות חדשות ל-MATLAB ולכלים המשלימים אותו, ובפרט – לכלים מעולם הבקרה והמידול הפיסיקלי. במסגרת סדרת הפוסטים העוסקים בחידושים בגרסת R2016b (לחצו לפוסט הקודם בסדרה), מובאת להלן סקירה בנושאים שבכותרת, אשר נכתבה על ידי אסף מוזס, מהנדס אפליקציה בחברת סיסטמטיקס. למעוניינים בסקירה בנושא משפחת הכלים למידול פיסיקלי, שפורסמה פה בעבר על ידי אסף, לחצו פה.

מידול פיסיקלי

Simscape
          Gas Domain - מידול מערכות גז ברמות דיוק שונות
          PS Lookup Table (4D) - חישוב שיערוך פונק' מרובות משתנים f = f(x1,x2,x3,x4)
וקבלת פלטים פיסיקליים
          יצירת קוד משופרת (C / C++), מורחבת ומודולרית יותר
          קישוריות משופרת בין עץ התוצאות לבין בלוקים במודל
          Simscape Language - התניית קטעי קוד, הוספת אופרטורים מ-MATLAB לעריכת רכיבים, הכרזת פונקציות בקוד הרכיבים

Simscape Multibody
          מצלמה דינאמית למעקב אחר אובייקטים במהלך הסימולציה
          יצירת קבצי וידאו בפורמטים שונים ושליטה בקצב וגודל המסגרות משורת הקוד (smwritevideo) או מכלי ממשק גרפי יעודי
         עידכון והרחבת סוגי היחידות הפיסיקליות הנתמכות

Simscape Driveline
          השפעות תרמיות המתפתחות במצמד ומערכת הבלמים
          מקורות סינוסאידלים ורעשים פיסיקליים בעלי התפלגות נורמאלית - כוחות, מומנטים, מהירויות והעתקה
          מידול כשלים מכאנים ברכיבי ריסון מסוגי סיבוב / העתקה
          מצמד מבוקר לוגית - הפעלה / השבתה של המצמד ע"י אותות לוגיים

Simscape Fluids
          ספריית  Hydraulic Pump and Motor- שיפור החישובים הנומרים למעבר בין משטרי העבודה השונים (forward / reverse)
          התיחסות ליעילות והפסדים נפחיים / מכאניים עבור משאבות ומנועים הידראולים
(תזוזה קבועה / משתנה)
          ממשק TL-IL - חיבור בין רשת מידול נוזלים תרמיים (thermal liquid) לבין רשת מידול הידראולית (isothermal liquid)

Simscape Electronics
          בלוק MOSFET - מידול מדויק יותר באזורי עבודה של מתח הסף
          מידול טרנזיסטורים LDMOS/VDMOS - מתאים למערכות מתח גבוה
          מידול מעבר חום עבור בטריות ומדידת השינויים הפנימיים
          מנועי סרבו - שימוש בטבלאות נצילות וטיפול בכשלים

Simscape Power Systems
          שינויים תרמיים - מידול הפסדים כתוצאה מהולכה ופעולות מיתוג
          מידול קבל-על בעל יכולות טעינה / פריקה מהירות
          ספריית בקרה המכילה רכיבי PWM תלת פאזיים (2-3 שלבים)

בקרה

Control System Toolbox
          כוונון מערכות בקרה לתחום חרוט, עפ"י גבולות קבועים או גבולות התלויים בתדר
          כוונון בקרה משופר עבור מערכות פסיביות
          הגדרת הימנעות קטבים ואפסים מלהגיע לאינסוף (MaxRadius)
          שיערוך מצבים עבור מערכות לא לינאריות באמצעות אובייקטי Kalman Filter מורחבים

Simulink Control Design Toolbox
          גזירת קבוצת נקודות - שינוי פרמטרי המודל וחישוב מספר נקודות עבודה בתהליך מואץ (compilation)
          תהליך יצירת מערכות LPV (Linear Parameter-Varying) משופר, חישוב היסטים עבור נקודות עבודה מרובות תוך התחשבות בקלטים, פלטים, מצבים ונגזרותיהם
          יצירת מערך אובייקטים עבור מפרטי נקודות עבודה

Robust Control Toolbox
          חישוב חוסן היציבות של מערכת הבקרה כתלות בתדר
          פונקציות משופרות לחישוב הערך הסינגולרי (Miu) וזיהוי שיאים קריטיים היכולים להשפיע על אזורי היציבות – קבלת גבולות יציבות מדויקים יותר

Model Predictive Control Toolbox
          בלוק  Multiple Explicit MPC Controllers - מידול בקר מסוג Explicit MPC בעל הגברים מתוזמנים (עבור כל נקודת עבודה), עבור כל הגדרת תת-בקר מסוג זה יהיה שימוש ב- Lookup Table מתאימה
          MPC Designer App - שיערוך אוטומטי של זמן הדגימה וייבוא מודלים אשר נוצרו ע"י ה- System Identification (המרה אוטומטית)

System Identification Toolbox
           Standalone Application - פריסה של הכנת הנתונים ושיערוך המודל באמצעות
ה-
MATLAB Compiler
          זיהוי פונק' תמסורת עפ"י נתונים במישור התדר, בצורה מהירה ומדויקת יותר
          פונקציות משופרות עבור ניבוי התגובה והשגיאות
          טיפול בהשהיות במהלך שיערוך המודל הלינארי (במישור הזמן)