יום חמישי, 29 בינואר 2015

חוויות מבוסטון

בשבוע שעבר השתתפתי בכנס השנתי של עובדי חברת MathWorks, ואני חייב לשתף אתכם בהתרגשות שאחזה בי כאשר שמעתי על תוכניות החברה לשנים הקרובות (לצערי בינתיים אני יכול לשתף אתכם רק בהתרגשות, ולא בתוכניות...).
פרט למושבים שבהם השתתפו גם מנהלי הפיתוח של הכלים השונים שדיברו על הכיוונים העתידיים, היו בכנס הרבה סדנאות מקצועיות והדגמות טכניות מגניבות.
אחת ההדגמות שמשכה את תשומת לבי היתה מימוש של גלאי אנשים מבוסס HOG על גבי פלטפורמת Zynq של חברת Xilinx. האלגוריתם מומש באמצעות תוכנת Simulink, והומר אוטומטית לקוד HDL באמצעות כלי של חברת MathWorks הנקרא HDL Coder, אשר מסוגל לייצר בצורה אוטומטית קוד VHDL ו-Verilog מתוך קוד MATLAB ומודלי Simulink. הנה תמונה מייצגת בה ניתן לראות את פלטפורמת ה-Zynq (בצד שמאל) ואת הגילוי המוצלח של האנשים שמבוצע על ידי האלגוריתם (לחצו על התמונה להגדלה):


עוד דוגמה נחמדה לשימוש בכלי MathWorks היתה דוגמה של המרה אוטומטית של קוד MATLAB לקוד C לצורך שילובו באפליקציית Android. הכלי אשר ממיר קוד MATLAB לקוד C++/C בצורה אוטומטית נקרא MATLAB Coder, והתייחסתי אליו בפוסט מלפני כחודשים וחצי (לחצו לקריאה). במרכז התמונה ניתן לראות טאבלט מבוסס Android, אשר מצלם חפיסת קלפים (מצד ימין), ומבצע גילוי פינות בתמונה המצולמת (התוצאה מוצגת על גבי מסך המחשב המחובר לטאבלט), והכל הודות לקוד MATLAB שהומר אוטומטית לקוד C והורד אליו.


מעבר לכך, היה לי את הכבוד לשוחח ארוכות עם ד"ר לורן שור, אשר הינה האדם הראשון שנשכר לעבודה ע"י מנכ"ל MathWorks (היום כבר יש בחברה מעל 3,000 עובדים). במהלך 28 שנות עבודתה עד כה בחברה, פיתחה ד"ר שור כלים שונים ופונקציות רבות (imread, imwrite, diff, filtfilt, interp1, interp2, imagesc וכו'), והיא גם מנהלת בלוג שזוכה לחשיפה "קצת יותר גדולה" מהבלוג שאתם קוראים כרגע :)
ד"ר שור צפויה להגיע לארץ בחודש מרץ, ולהיות Keynote Speaker בכנס IMVC השנתי הקרוב, בו תדבר על פתרון בעיות Big Data בתחום הראיה הממוחשבת באמצעות MATLAB. פרט לכך, במהלך ביקורה צפויה ד"ר שור להשתתף בשני סמינרים בנושא Big Data שתקיים חברת סיסטמטיקס, וכן להרצות במוסדות אקדמים מובילים. היו בטוחים שתקראו עוד על הביקור שלה בפוסט הזה.

יום שלישי, 23 בדצמבר 2014

MATLAB בשירות האקדמיה

בין התפקידים השונים שאני ממלא במסגרת עבודתי בסיסטמטיקס, לאחרונה הפכתי גם לאחראי הטכני על הפעילות מול האקדמיה. בין היתר, התפקיד כולל:
* מתן הרצאות, בעיקר לסטודנטים לתארים גבוהים, דוקטורים ופרופסורים, למשל בנושאים "האצת ביצועי MATLAB" או "חידושים בתוכנת MATLAB, טיפים וטריקים". הנה תמונה מתוך הרצאה שהעברתי בחודש שעבר ביחידה לקידום הוראה בטכניון, מול סטודנטים לתארים מתקדמים מפקולטות דוגמת הנדסת חשמל, מדעי המחשב ופיזיקה. ההרצאה אף צולמה בוידאו על מנת שתעלה לערוץ היוטיוב של הטכניון
* פגישות ייעוץ עם חוקרים. הנה קטע ממכתב תודה לדוגמה, שקיבלתי לאחרונה מחוקר בפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון, אשר סייעתי לו להאיץ פי 3 קוד שהוא כתב (כל סימולציה "גדולה" שלו נמשכה כשבוע, עד שייעלתי את הקוד שלו כך שכעת הוא מסיים לרוץ תוך פחות מיומיים וחצי). לחצו על התמונה להגדלה.
* סיוע למרצים אשר מעוניינים לשלב את הכלים השונים של סביבת MATLAB במסגרת תוכנית הלימודים של הקורסים אותם הם מעבירים.
* שיתופי פעולה עסקיים, בין אם באמצעות גופי שת"פ עם התעשייה במוסדות האקדמיים השונים, ובין אם באמצעות קשר ישיר עם המארגנים מהאקדמיה. הודות לכך, למשל, נתנה השבוע סיסטמטיקס חסות לכנס Israel Computer Vision Day, שהתקיים במרכז הבינתחומי הרצליה, ובו נכחו כ-300 חוקרים ומפתחים (לחצו לעמוד הכנס עם לוגו סיסטמטיקס).
כל השירותים המוזכרים לעיל ניתנים חינם, ואם אתם מתעניינים באחד מהם (או יותר...) – ניתן ליצור עמי קשר במייל royf@systematics.co.il

יום רביעי, 12 בנובמבר 2014

MATLAB לא קודר | חדשות משמחות בנושא יצירה אוטומטית של קוד C מתוך MATLAB


לפני כ-3 שנים וחצי שחררה חברת MathWorks כלי בשם MATLAB Coder, המסייע בהמרה אוטומטית של אלגוריתמי MATLAB לקוד C/C++. הדבר הינו כמובן בעל שימושים רבים – מהאצת ביצועים של אלגוריתמי MATLAB, דרך יצירת ספריות ו-Executables המסוגלים לפעול על מחשבים בהם לא מותקן MATLAB, ועד ליצירת קוד אשר יכול לפעול על מעבדי-אות (DSPs).

בראשית הדרך, לא כל הפונקציות ב-MATLAB ובטולבוקסים השונים נתמכו על ידי הכלי, אלא רק subset של שפת MATLAB, סדר גודל של כ-600 פונקציות, אופרטורים ו-System Objects. מגרסה לגרסה, כתוצאה מפידבקים שנאספו מהמשתמשים, הגדילה MathWorks את כמות האלגוריתמים בהם הכלי תומך, והאמת היא שאני כבר הפסקתי לבדוק מה הכמות המדויקת שנתמכת. לאחרונה, בעקבות שאלה ששאלתי, התברר לי שהכמות המדויקת שנתמכת בגרסה האחרונה כבר עומדת על כ-1200 פונקציות, אופרטורים ו-System Objects – כלומר – כפליים מהמצב שהיה כאשר הכלי שוחרר לראשונה (לחצו לרשימה המלאה).

בין היתר, התברר לי שהכלי היום תומך ביצירת קוד C/C++ מתוך

כ-200 אלגוריתמים לעיבוד אות (כמעט כולם מתוך ה-DSP System Toolbox וה-Signal Processing Toolbox),
כ-170 פונקציות סטטיסטיות (כמעט כולן מתוך ה-Statistics Toolbox),
כ-150 אלגוריתמי עיבוד תמונה, ראיה ממוחשבת ורכישת וידאו ותמונה (כמעט כולם מתוך ה-Computer Vision System Toolbox, Image ProcessingToolbox ו-Image Acquisition Toolbox),
כ-140 אלגוריתמים המשמשים לתכנון, סימולציה וניתוח של מערכות מכ"מ, מערכות Ultrasound ומערכות תקשורת מרובות-אנטנות (מתוך ה-Phased Array System Toolbox),
וכ-120 אלגוריתמים המשמשים לתכנון, סימולציה וניתוח של Physical Layer של מערכות תקשורת (מתוך ה-Communications System Toolbox).

אני מודה שנדהמתי מהעלייה הדרמטית בכמות האלגוריתמים שנתמכים על ידי ה-MATLAB Coder, אשר עם השנים גם השתדרג בממשק משתמש גרפי נוח המקל על תהליך יצירת הקוד ואפילו בפונקציה שמאפשרת להעריך מראש כמה פשוטה תהיה מלאכת המרת האלגוריתם שלכם מ-MATLAB ל-C/C++. אני מזמין אתכם לנסות את הכלי (ניתן לשלוח מייל ל- royf@systematics.co.il), ואם יש פונקציה מסוימת שאינה נתמכת כיום ואתם מעוניינים שתיתמך, אפשר להוסיף תגובה למטה.

יום שני, 6 באוקטובר 2014

שלומית בונה גרסה | R2014b


בתחילת החודש, קצת לפני חג הסוכות, שוחררה גרסת R2014b של כלי MathWorks, הכוללת שינויים משמעותיים ב-MATLAB, Simulink ובכל יתר מוצרי MathWorks. להלן החידושים העיקריים:

MATLAB
שדרוג משמעותי לגרפיקה – מפת הצבעים ברירת המחדל מאפשרת תצוגה ברורה יותר, כותרות הגרפים מודגשות וגדולות יותר, Tick Labels ניתנים לסיבוב והם יכולים להכיל ביטויים מתמטיים, ועוד  לחצו לסרטון
ניתוח נתונים בעזרת פרדיגמת התכנות MapReduce המאפשרת התאמה ל-Hadoop Cluster עבור big data
טיפוסי מידע חדשים עבור עבודה עם תאריכים וזמנים (datetime, duration, calendarDuration) - לחצו לסרטון
שילוב עם מערכות ניהול הגרסאות Git ו-Subversion מתוך חלון ה-Current Folder – לחצו לסרטון
שליטה על תיקיית העבודה שנפתחת בעת העלאת התוכנה (אפשר שהיא תהיה התיקייה שהיתה בשימוש כאשר התוכנה נסגרה)
הצעת תיקונים נוספים ב-Command Window לשגיאות סינטקס (למשל, למקרים של סוגריים שלא נסגרו)
אפשרות לשימוש בפונקציות ואובייקטי Python מתוך MATLAB ומנוע ממשק לקריאה ל-MATLAB מתוך Python
אפשרות לייצר ממשקי משתמש גרפיים (GUIs) בעלי לשוניות, בעזרת הפקודות uitab ו-uitabgroup
טעינה אינקרמנטלית של מידע מקבצי טקסט גדולים ואוספים של קבצים, באמצעות פקודת datastore
שיפורים ב-VideoReader הכוללים קריאה מהירה יותר ויכולת להתחיל בקריאה החל מרגע זמן מסויים בוידאו
אפשרויות חדשות עבור שירותי WEB שונים - תמיכה בפרוטוקול SOAP (פונקצית matlab.wsdl.createWSDLClient) ויבוא מידע מתוך שרתי WEB מרוחקים בפורמטי JSON, CSV או תמונות (פקודת webread)
פקודת tcpclient לצורך קריאת ושליחת מידע מ/אל אל שרתים וציוד רשת בעזרת sockets

Image Processing Toolbox
אפליקציות לביצוע סגמנטציה או region analysis
תוספת של 16 פונקציות הניתנות להמרה אוטומטית לקוד C על ידי ה-MATLAB Coder, ביניהן: imadjust, imclearborder ו-medfilt2
סגמנטציה בגישת Fast Marching

Simulink
האצת תהליך הבניה (build) של מודלים באמצעות סימני עריכה חכמים (Smart Editing Cues) – ניתן להוסיף בלוקים באמצעות כתיבת שמותיהם ולערוך את השדה העיקרי שלהם מבלי להיכנס לממשק המשתמש, ניתן לסמן מספר בלוקים ולהיעזר בתפריט המאפשר יצירת תת מערכת מהם או התעלמות מהם, וניתן להכניס בקלות למודל בלוק שיש לו צימוד טבעי עם בלוק אחר (למשל – goto עם from לחצו לסרטון
שמירה של תצוגות גרפיות של המודל לצורך טעינה מאוחר יותר (Viewmarks – מעין סימניות) לחצו לסרטון
התחלה מחודשת מהירה של סימולציות לצורך האצת סימולציות עוקבות (Fast Restart) – שימושי כאשר רוצים לכוונן פרמטרים במודלים שמשך עדכונם (update diagram) הינו ארוך לחצו לסרטון
בניית מודלים באמצעות דפוסי-תכנון המשמשים כנקודת התחלה לפתרון בעיות שכיחות (Model Templatesלחצו לסרטון
יכולת לקשר בין Annotation לבלוק לחצו לסרטון 

Computer Vision System Toolbox
אפליקציה לכיול צילומי סטריאו
קלאס בשם imageset לאוספים גדולים של קבצי תמונה
תהליך עבודה לסיווג קטגוריאלי בגישת bag-of-visual-words
חבילת תמיכה אשר מקלה על שילוב קוד OpenCV ב-MATLAB )פונקצית visionSupportPackages)

Phased Array System Toolbox
ספריית בלוקים לשימוש בסביבת Simulink (לא עוד רק פונקציות ו-System Objects)

Fixed-Point Designer
אפליקציית המרה להמרה אוטומטית של קוד MATLAB מ-Floating Point ל-Fixed Point

HDL Coder
אפשרות לשלב Custom HDL code בתוך System Object הנכלל בפונקצית MATLAB ממנה יופק בהמשך בצורה אוטומטית קוד HDL – לחצו לתיעוד
תמיכה ב-Xilinx Vivado

HDL Verifier
יצירת SystemVerilog DPI-C מתוך פונקציות MATLAB (מצריך רישיון MATLAB Coder)
תמיכה ב-Xilinx Vivado לסימולציות FPGA-in-the-Loop

MATLAB Coder
אפשרות ליצירת קוד C מתוך פונקציות ו-System Objects נוספות ב-MATLAB, Image Processing Toolbox, Computer Vision System Toolbox, DSP System Toolbox ו- Communication System Toolbox וכן מתוך ode23 ו-ode45

Parallel Computing Toolbox
הגדלת מספר הפונקציות הניתנות להאצה בעזרת ה-GPU, למשל: accumarray, histc, cummax ו-cummin
העלאת דרישת המינימום של compute capability לצורך האצת ביצועים בעזרת GPU מ-1.3 ל-2.0


יום רביעי, 17 בספטמבר 2014

R2014a - מוטב מאוחר מאשר לעולם לא

לפני כחצי שנה שחררה חברת MathWorks את גרסת R2014a של כליה, אשר כללה גרסאות חדשות ל-MATLAB ו-Simulink, כלי חדש, ועדכונים לכ-80 כלים נוספים. לאחרונה הסבו את תשומת לבי לכך שטרם פרסמתי סקירה של החידושים בגרסה הנ"ל, בזמן שממש בקרוב אמורה להשתחרר כבר הגרסה השניה של שנת 2014. אז למען הסדר הטוב, הנה רשימה של כמה מהחידושים העיקריים בגרסת R2014a (למרות שעקב הזמן שחלף – הם כבר לא כל כך חדשים...)  

MATLAB – חלון חדש לצפייה בהיסטוריית הפקודות שהוקלדו ולהרצה חוזרת של פקודות רצויות (נפתח על ידי לחיצה על מקש ה"חץ למעלה" כאשר הסמן ב-Command Window. נותן חיווי לגבי פקודות שהרצתן הסתיימה בשגיאה ופקודות שהורצו יחדיו, וכן נותן חיווי לגבי מספר הפעמים שבהם הורצה הפקודה ברציפות. מאפשר לקבל תזמון של משך הריצה של הפקודה וכן לסמן מספר פקודות להרצה מיידית); תמיכה בחומרת Raspberry Pi ובמצלמות רשת מתוך MATLAB ; אפשרות לייצר סקריפט שבאמצעותו ניתן יהיה לשמור את המשתנים ב-Workspace ולשחזרם מאוחר יותר; הצעת תיקונים ב-Command Window לשגיאות הקלדה של שמות פונקציות שפותחו על ידי המשתמש (ולא רק לשמות פונקציות של MathWorks).

Image Processing Toolbox – יכולת להמיר 25 פונקציות נוספות לקוד C באמצעות MATLAB Coder (למשל: edge, imfilter ו-imopen. סה"כ 41 פונקציות מתוך הכלי כבר נתמכות); יכולת להאיץ עוד 9 פונקציות באמצעות כרטיס המסך (למשל: bwdist, imfill ו-imreconstruct. מצריך Parallel Computing Toolbox, סה"כ 46 פונקציות עיבוד תמונה כבר נתמכות); אפליקציית Color Thresholder המאפשרת ליצור מסיכת סגמנטציה לתמונת צבע על ידי שימוש במרחבי צבעים שונים (לחצו לפוסט בנושא).

Simulink Data Dictionary להגדרת וניהול מידע הקשור למודלים (לחצו לקישור); תמיכה built-in להתקני LEGO MINDSTORMS EV3, Samsung Galaxy Android  ו- Arduino Due; אפשרות להוסיף rich text, תמונות, היפרלינקים וטבלאות במודל לצורך תיעוד משופר; יכולת לשטח תת-מערכת חזרה אל תוך הרמה שמעליה (לחצו לקישור); אפשרות לייצר ממשקי משתמש לבלוקים תוך שימוש ב-dials, sliders ו-spinboxes (מלמעלה למטה, בתמונה הבאה, ניתן ללחוץ כדי להגדיל)

Computer Vision System Toolbox – פונקציה לזיהוי תווים אופטי (OCR); הרחבת התמיכה על ידי ה-MATLAB Coder לצורך המרת קוד MATLAB לקוד C (סה"כ 86 פונקציות ו-System Objects כבר נתמכות); גלאי פיצ'רים BRISK

LTE System Toolbox – גרסת מוצרים ראשונה של MathWorks בה נכלל הכלי החדש לסימולציה של Physical Layer של מערכות תקשורת אלחוטיות הפועלות בתקני LTE ו-LTE Advanced

Simulink Real-Time – כלי המשלב את יכולות ה-xPC Target ו-xPC Target Embedded Option ומשמש לצורך סימולציות ובדיקות בזמן אמת (RST) של אפליקציות.

MATLAB Coder – תמיכה בעשרות פונקציות נוספות וב-System Objects נוספים מתוך ה-Image Processing Toolbox, Computer Vision System Toolbox, Signal Processing Toolbox, Communication System Toolbox ו-DSP System Toolbox. כמו כן – תמיכה גם בפונקציות fminsearch ו-fread; אפשרות לייצר script עבור הגדרות של פרוייקט שהוכן באמצעות ה-GUI שנפתח באמצעות פקודת coder (מאפשר אוטומציה של תהליך יצירת הקוד).

Parallel Computing Toolbox – הוסרה ההגבלה על מספר ה-cores המקומיים בהם ניתן לעשות שימוש (ההגבלה היתה למקסימום 12); תוספת פונקציות MATLAB ו-Image Processing Toolbox הניתנות להאצה באמצעות כרטיס המסך.