Εργαστήριο Προγραμματισμού και τεχνολογίας Ευφυών συστημάτων (intelligence) Τμήμα Ηλεκτρονικών Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών

Το εργαστήριο  Ένα από τα 3 εργαστήρια του Τομέα Πληροφορικής  Σκοπός : Εκπαίδευση και Έρευνα σε τομείς  Πληροφοριακά Συστήματα  Παγκόσμιος Ιστός (WWW)  Τεχνητή Νοημοσύνη  Μηχανική Μάθηση  Ρομποτική  Μηχανική Όραση 2

3

4

5

6

Δομές Δεδομένων και Αρχείων (4 ο εξάμηνο, Ε. Πετράκης )  Βασικό μάθημα  Προϋποθέτει γνώση προγραμματισμού  Μαθαίνουμε να γράφουμε έξυπνα προγράμματα χρησιμοποιώντας με τον καλύτερο τρόπο την μνήμη και τον επεξεργαστή  Ποιος είναι ο καλύτερος αλγόριθμος για ένα πρόβλημα ;  Δομές Δεδομένων : Παράσταση πληροφορίας στην κεντρική μνήμη ή σε αρχείο στο δίσκο  Δομές αρχείων : … στο δίσκο ( πιο αργή πρόσβαση )  Πολυπλοκότητα : εκτίμηση ταχύτητας πριν τρέξουμε τον αλγόριθμο 7

Δομές δεδομένων tree graph 8

Μα πως ? a b A left right B left right C left right λίστα πεδίο δένδρο C … B A 9

10 Μοντέλο δίσκου  T = Taccess + Trotation + Tread  Σελίδα (block): μέγεθος δεδομένων που μεταφέρεται στην μνήμη σε κάθε πρόσβαση  2, 4, 8Kbytes

Οργάνωση δεδομένων στο δίσκο Β -tree 11

Μηχανική όραση (7 ο εξάμηνο, ε. Πετράκης )  Η τεχνολογία που σκοπό έχει να δώσει δυνατότητα στους υπολογιστές να καταλαβαίνουν τις φωτογραφίες όπως οι άνθρωποι  Βίντεο : σειρά από φωτογραφίες  Με σκοπό να εκτελέσει κάποια εργασία  Να οδηγήσει ένα αυτοκίνητο ρομπότ  Να βρει φωτογραφίες στο WWW  Να υπολογίσει την κίνηση του κομήτη  Να επιβεβαιώσει ότι τα προϊόντα στη γραμμή παραγωγής είναι εντάξει 12

Μύθος και πραγματικότητα 13

Ψηφιακή φωτογραφία  Ένα πεδίο 2 διαστάσεων  Κάθε στοιχείο : pixel με τιμή ένταση ή χρώμα  1 bit/pixel σημαίνει δύο τιμές εντάσεων ( μαύρο / άσπρο )  8 bits/pixel σημαίνει 256 τιμές εντάσεων  320x240x8bits : 77Kb  1100x900x24bits έγχρωμη (true color): 3MB  Έγχρωμη φωτογραφία  Τρία πεδία δυο διαστάσεων το καθένα για τα τρία βασικά χρώματα (RGB: red, blue, green)  3x8 bits/pixel  B ίντεο : σειρά εικόνων (frames)  30 frames/sec  640x480x24x30frames/sec: 27.6 MB/sec 14

φωτισμός σκηνή Ψηφιακή φωτογραφία Περιγραφή Κάμερα Σύστημα Μηχανικής όρασης Σύστημα μηχανικής όρασης 15

Επεξεργασία  Αναλογικό  Ψηφιακό σήμα  Βελτίωση Αντίθεσης, απάλειψη θορύβου  Εντοπισμός περιοχών  Μετρήσεις χρωμάτων, σχημάτων, θέσεων …  Περιγραφές για αντικείμενα και σχέσεις τους  Σύγκριση με περιγραφές γνωστών αντικειμένων 16 ΛΗΨΗ ( κάμερα, σκάνερ ) Παράσταση περιεχομένου Σύγκριση Ανάλυση, Μετρήσεις Κατάτμηση Βελτίωση

Περιγραφή ψηφιακής φωτογραφίας 17

Έλεγχος ποιότητας 18

Έλεγχος Κυκλωμάτων 19

Έλεγχος συσκευασίας φαρμάκων 20

Ανάλυση κίνησης στον αυτοκινητόδρομο  Για λόγους ασφάλειας δεν πρέπει να υπάρχουν σταματημένα αυτοκίνητα  Το σύστημα αναλύει το βίντεο κίνησης στο δρόμο  Ένα αυτοκίνητο σταμάτησε και εντοπίστηκε  Το σύστημα εντοπίζει μόνο ότι σταμάτησε να κινείται 21

Ανάλυση κίνησης στο σταθμό του μετρό  Δεν πρέπει να υπάρχουν παρατημένα αντικείμενα  Το σύστημα παίρνει είσοδο από τις κάμερες  Κάποιος « ξέχασε » την βαλίτσα του  Το σύστημα εντοπίζει μόνο ότι σταμάτησε να κινείται 22

Μέθοδοι διαχείρισης πολυμέσων 7 ο εξάμηνο, Ε. Πετρακης  Πληροφοριακά συστήματα που διαχειρίζονται όλους τους τύπους δεδομένων  Κείμενο  Ήχος, σήματα  Φωτογραφίες, βίντεο και γραφικά  Επεξεργασία πληροφορίας, εξαγωγή χαρακτηριστικών από σήματα, εικόνες, βίντεο  Οργάνωση πληροφορίας,  Ανάκτηση πληροφορίας  Πληροφοριακά συστήματα στον παγκόσμιο ιστό  Σημασιολογικός ιστός (semantic web)  Στάνταρντς : JPEG, MPEG-2, MPEG-4, MPEG-7 23

Ανάκτηση Πληροφορίας  Τα δεδομένα αναλύονται σε διανύσματα μετρήσεων  Ερώτηση : λέξεις που περιγράφουν ένα θέμα  Απαντήσεις : περιέχουν ότι και η ερώτηση ( αποτελεσματικό για λίγα χαρακτηριστικά )  Στη πράξη η αναζήτηση είναι προσεγγιστική  Για φωτογραφίες :  Αριθμός και εντάσεις χρωμάτων, σχήματα,  Οι φωτογραφίες μοιάζουνε όταν απόσταση μεταξύ διανυσμάτων τους είναι μικρή  Για κείμενα :  Διανύσματα συχνότητας εμφάνισης των λέξεων  ( υπολογιστής, πρόγραμμα, …) = (0.3, 0.2, ….)  Τα κείμενα μοιάζουνε όταν η γωνία που σχηματίζουν τα διανύσματα είναι μικρή 24

Υπολογισμός ομοιότητας  Ευκλείδεια απόσταση ή  Γωνία διανυσμάτων θ q d 25

Χώρος πληροφορίας 26 q D ερώτηση Όμοιες απαντήσεις Όχι όμοιες απαντήσεις

Συστήματα αναζήτησης στο www  Δεδομένα : σελίδες κειμένου (web pages) που περιέχουν κείμενο, φωτογραφίες και συνδέσμους (links) σε άλλες σελίδες  Σύνδεσμοι  P  Q  Οι P, Q είναι παρόμοιες  Η P « συστήνει » την Q  Προβλήματα  Που ψάχνουμε  Με ποια κριτήρια 27

Κρίσιμα θέματα  Πως ψάχνουμε τις σελίδες σε όλο το Web?  Δεν είναι δυνατόν να γίνει αναζήτηση στις σε όλο τον κόσμο σε πραγματικό χρόνο  Τα αποτελέσματα πρέπει να είναι αξιόπιστα δηλ. να έχουν φτιαχτεί από αξιόπιστους χρήστες και να είναι συναφή με το νόημα της ερώτησης 28

« Αράχνες » (spiders ή crawlers)  Προγράμματα που συγκεντρώνουν όλες τις σελίδες του κόσμου στους δίσκους μιας εταιρείας όπως η Google ή Yahoo 29

Αξιοπιστία : PageRank  Μια σελίδα είναι σημαντική όταν άλλες σημαντικές σελίδες δείχνουν σε αυτήν i B i =3 N i =2 30

Αποτελέσματα  Για κάθε σελίδα υπολογίζεται η ομοιότητα με την ερώτηση και το αποτέλεσμα πολλαπλασιάζεται με το PageRank 31

32