科技正在以(yǐ)一(yī)种(zhǒng)近(jìn)乎革命(mìng)性的手段解决生活中真实(shí)存在的难(nán)题(tí)。人工智能的出(chū)现,重新定义了(le)文物保护,克服了传(chuán)统方(fāng)式中的困难和挑战,以(yǐ)更快、更高(gāo)效的方式解决(jué)凭借人力无法解(jiě)决(jué)的问(wèn)题。
通过(guò)英特尔(ěr)人工(gōng)智能(néng)技术、深度(dù)学(xué)习技术、无人机技术等,如(rú)果实现对于箭扣长(zhǎng)城(chéng)的保护与(yǔ)修(xiū)缮?
英(yīng)特(tè)尔人工智能传承长城奇(qí)迹
-无(wú)人机高精度图像采集:因为长城的跨度(dù)很大,修缮(shàn)之(zhī)前首先需要进行(háng)环境勘测。传统(tǒng)的(de)办法(fǎ)是通(tōng)过尺子测(cè)量以及(jí)目(mù)测(cè),很难做到精准。通过英特尔®猎(liè)鹰(yīng)8+(Intel® Falcon™ 8+)无(wú)人机,工作人员能够近距离航拍(pāi)到长城(chéng)的一(yī)砖(zhuān)一瓦,可以获取高分辨率(lǜ)图像(xiàng),帮助文保人(rén)员清晰、全面了解长城现状(zhuàng)。
-基于英特(tè)尔(ěr)® 至(zhì)强处理器的3D建模和损毁(huǐ)检(jiǎn)测: 这个过程包含了多个算(suàn)法(fǎ)和步(bù)骤(zhòu)。根据无人机采(cǎi)集的数(shù)据,采用英特尔® 至强处理器能(néng)够快速分析处理上(shàng)万(wàn)张图片(piàn),并计算出(chū)破损的长度和宽度,规划修缮所需材料,并提供裂缝和塌方等破损的测量数据(jù)用于指导物理修复。有了这些数据,修缮团队就无需再现场测(cè)量(liàng),而是可以通过AI算法得到最(zuì)终需要(yào)的时间、人力、物力和成本。
-基于人工智能和深(shēn)度学习(xí)技术的数字化修(xiū)复:在3D模型损毁识(shí)别基础(chǔ)上,利用最新的3D模(mó)型对抗生成网络(luò),以及回归卷(juàn)积网(wǎng)络(luò),对(duì)城墙缺损部(bù)位进(jìn)行数字(zì)化修复,并据此对实(shí)际的长城修(xiū)缮和维护提供指导(dǎo)和参考数据。
这(zhè)将是一个全新(xīn)的探索,先进的无人机航拍和人(rén)工智能(néng)技术参与文物建筑的修缮(shàn)和保护,英特尔的计算技术深度参与其中。数据(jù)显示,仅仅700米的长(zhǎng)城城墙,猎鹰8+无(wú)人机采(cǎi)集了上万张高分辨率图像,原始数据超(chāo)过200GB,整个处理过程会频繁访问这(zhè)些(xiē)数据,还(hái)会产生超过100GB的中间和(hé)仿真数据,即便是高性(xìng)能(néng)的计算(suàn),处理如此庞大的数据(jù)量也极(jí)其复杂。
解(jiě)决方案(àn)还(hái)涉及多种AI算(suàn)法,包括视觉(jiào)特征抽取与(yǔ)索引,相机参数恢(huī)复,光束平差(bundle adjustment),稠(chóu)密匹配,几何模型网格(gé)生成,深度(dù)神(shén)经网络2D及(jí)3D模型(xíng)训(xùn)练,纹理合成等。
英特尔的方案是,基于Xeon至强可扩展处理器,英特尔固态(tài)盘,同(tóng)时结合OpenMP/MPI并行(háng)优化技术,采用针(zhēn)对英特(tè)尔CPU优化的英特尔®深度神经(jīng)网络数学核(hé)心函数库(MKL-DNN),以及面向英特(tè)尔架构(gòu)优化的深(shēn)度学习框架Tensorflow等工(gōng)具,高效地实(shí)现长城3D建模和数字(zì)化修复,并达到厘米(mǐ)级(jí)精度的效果。
整个(gè)长城3D建(jiàn)模(mó)和数字化修复过程(chéng)中,需要进(jìn)行(háng)大规模(mó)的(de)方程迭代(dài)计算(suàn),其中(zhōng)一些基(jī)于大(dà)规模稀疏矩阵的(de)方(fāng)程(chéng)求解会存在收敛稳定性问题。这个时(shí)候,大规模(mó)矩阵计(jì)算(suàn)库MKL的作用就(jiù)凸现了,它不仅(jǐn)能(néng)够提升计算效率,还能够大大提高复(fù)杂计算的(de)稳定性。
如今,英特尔开发的MKL-DNN库已(yǐ)经广泛应用在Tensorflow,Caffe等(děng)流行的(de)深度(dù)学习框架中。可以说,针对(duì)深度(dù)学习领域(yù)不同算法(fǎ)实现的解(jiě)决方案中,英特尔至(zhì)强(qiáng)架构是能(néng)够全面高效(xiào)、低成本支持这么多(duō)种算法的唯一选择,并可以明显提高人工智能修缮长(zhǎng)城的效率(lǜ)和速度。
有了更领先(xiān)的技术(shù)和更(gèng)精准(zhǔn)的(de)数(shù)据(jù),我们创造了更快、更高效(xiào)的解决问题(tí)的办法,帮助各行各业解(jiě)决那些尚未(wèi)解决的问(wèn)题。