کامپیوترها چگونه جهان را می بینند؟ همه چیز درباره Computer Vision

آیا تابه‌حال به این فکر کرده‌اید که چگونه میبینیم؟ مغز ما با استفاده از دانش پیش‌زمینه‌ای که دارد، می‌بیند و متوجه می‌شود که چه اتفاقی رخ می‌دهد و آن را به عنوان اطلاعات ذخیره می‌کند. ایده انتقال هوش و غریزه‌های انسانی به یک کامپیوتر به نظر آسان می‌رسد. احتمالاً به دلیل اینکه حتی بچه های کوچک هم به آسانی همه چیز را یاد می‌گیرند، اما ما اغلب فراموش می‌کنیم که محدودیت‌ کامپیوترها نسبت به توانایی‌های بیولوژیکی ما چقدر است.

مغز ما توانایی شناسایی اشیاء، پردازش داده‌ها و تصمیم‌گیری در مورد انجام کارهای لازم را دارد و می‌تواند یک وظیفه پیچیده را به سرعت انجام دهد. هدف از Computer Vision این است که کامپیوترها هم قادر باشند اینگونه عمل کنند. بینایی کامپیوتر یا Computer Vision یک حوزه از علوم کامپیوتر است که می‌توان به عنوان ترکیبی از هوش مصنوعی و یادگیری ماشین درنظر گرفت که شامل الگوریتم‌های یادگیری و روش‌های تخصصی برای تفسیر آنچه کامپیوتر می‌بیند می‌شود.

Computer Vision یک حوزه جذاب در تلاقی علوم کامپیوتر و هوش مصنوعی است که شامل الگوریتم‌های یادگیری و روش‌های تخصصی برای تفسیر آنچه کامپیوتر می‌بیند می‌شود و امکان تجزیه و تحلیل تصاویر یا داده‌های ویدیویی توسط کامپیوترها را فراهم می‌کند. بینایی کامپیوتر، کاربردهای متعددی در صنایع مختلف از خودروهای بدون سرنشین گرفته تا سامانه‌های تشخیص چهره دارد.

بینایی کامپیوتری به شکلی مشابه با کار مغز و چشم‌های ما عمل می‌کند. چشم‌های ما ابتدا تصویر را ضبط کرده و سپس سیگنال آن را به مغز ارسال می‌کنند. مغز هم متن‌ سیگنال را پردازش می‌کند و آن‌ را به اطلاعات معنی‌دار در مورد شیء تبدیل می‌کند و سپس آن شیء را بر اساس خصوصیاتش شناسایی و طبقه‌بندی می‌کند.

به شکلی مشابه در بینایی کامپیوتری هم دوربینی برای ضبط اشیاء داریم؛ کامپیوتر داده‌های بصری را با استفاده از الگوریتم‌های تشخیص الگو پردازش می‌کند و بر اساس آن خصوصیت، اشیاء شناسایی می‌شود. اما قبل از ارائه داده‌های ناشناخته به دستگاه یا الگوریتم، این دستگاه را بر روی مقدار زیادی از داده‌های بصری برچسب‌گذاری شده آموزش می‌دهیم. این داده‌های برچسب‌گذاری شده امکان تجزیه و تحلیل الگوهای مختلف در تمام نقاط داده‌ را برای دستگاه فراهم می‌کند و می‌تواند به آن برچسب‌ها مرتبط شود.

مثال: فرض کنید که ما داده‌های صوتی آواز هزاران پرنده را داریم. با این داده‌ها کامپیوتر یاد می‌گیرد، هر صدا، نت، مدت زمان هر نت، ریتم و غیره را تجزیه و تحلیل کند و بنابراین الگوهای مشابه آواز پرندگان را شناسایی کرده و یک مدل تولید می‌کند. به عبارت دیگر، این مدل شناسایی صداها، اکنون می‌تواند با دقت تشخیص دهد که آیا صدا شامل آواز پرندگان هست یا خیر.

در زیر چند مثال از Computer Vision آورده شده است:

صنعت خودروسازی: در خودروهای بی سرنشین، Computer Vision برای تشخیص اشیاء، رانندگی در بین خطوط و شناسایی علائم ترافیکی استفاده می‌شود و کمک می‌کند تا رانندگی خودکار، ایمن و کارآمد شود.

خرده‌فروشی: Computer Vision در خرده‌فروشی برای مدیریت موجودی، پیشگیری از دزدی و تجزیه و تحلیل رفتار مشتریان استفاده می‌شود. بینایی کامپیوتر می‌تواند محصولات را در قفسه‌ها ردیابی و بر حرکات مشتریان نظارت کند.

کشاورزی: در زمینه کشاورزی، Computer Vision برای نظارت بر محصولات کشاورزی و تشخیص بیماری‌ها استفاده می‌شود. بینایی کامپیوتر به شناسایی گیاهان ناسالم و مناطقی که نیاز به توجه بیشتر دارند، کمک می‌کند.

تولید: بینایی کامپیوتری در کنترل کیفیت و تشخیص عیوب در محصولات تولیدی استفاده می‌شود. کاری که برای انسان دشوار است.

امنیت و نظارت: Computer Vision در دوربین‌های امنیتی برای تشخیص فعالیت‌های مشکوک، شناسایی چهره‌ها و پیگیری اشیاء استفاده می‌شود. زمانی که یک تهدید شناسایی می‌شود، می‌تواند به پرسنل امنیتی هشدار دهد.

واقعیت تقویت شده و واقعیت مجازی: در AR و VR، Computer Vision برای پیگیری حرکات کاربر و تعامل با محیط مجازی استفاده می‌شود. بینایی کامپیوتری کمک می‌کند تا تجربه‌ای جذاب‌تر از دنیای مجازی ایجاد شود.

رسانه‌های اجتماعی: Computer Vision در رسانه‌های اجتماعی برای شناسایی تصاویر استفاده می‌شود. بینایی کامپیوتری می‌تواند اشیاء، مکان‌ها و افراد در تصاویر را شناسایی کرده و برچسب‌های مربوطه را ارائه دهد.

پهپادها: بینایی کامپیوتری در پهپادها، برای مسیریابی و پیگیری اشیاء استفاده می‌شود و به جلوگیری از برخورد با موانع و پیگیری اهداف کمک می‌کند.

ورزش: بینایی کامپیوتری در ورزش برای پیگیری بازیکنان، تجزیه و تحلیل بازی و ارائه نکات تخصصی و برجسته استفاده می‌شود. Computer Vision می‌تواند حرکات بازیکنان و توپ را پیگیری کرده و آمارهای مفیدی ارائه دهد.

موارد فوق تنها چند مثال از کاربردهای بسیاری است که امروزه Computer Vision دارد. با توسعه فناوری، می‌توان انتظار داشت که بینایی کامپیوتری در آینده کارهای بیشتری برایمان انجام دهد!