أدوات رؤية الكمبيوتر (Computer Vision) وتحليل الصور والفيديو
في عالم غني بالبيانات البصرية، تعتبر رؤية الكمبيوتر هي المفتاح الحقيقي لتحويل المحتوى المرئي بمختلف أنواعه إلى معلومات مفيدة تدفع عجلة التطور التكنولوجي إلى الأمام، وتبقى الركيزة الأساسية لنهوض هذه الرؤية هي خوارزميات التعلم العميق والتعلم الآلي والشبكات العصبية. فمن خلال تمكين الآلات من الرؤية وفهم الصور ومقاطع الفيديو كما هو الحال لدى الكائن البشري، سوف يكون هناك نقلة نوعية في مجالات غير محدودة سواء على الجانب الاقتصادي أو الخدمي أو الأمني. بناء على ذلك، تستعرض مقالتنا اليوم مصطلح الرؤية الحاسوبية أولاً مع التطبيقات العملية الخاصة به أيضاً.
جدول المحتويات
ما هو مجال رؤية الكمبيوتر؟
هو أحد مجالات الذكاء الاصطناعي الذي يدرّب ويعلّم أجهزة الحاسوب والأنظمة على طريقة استخراج المعلومات المفيدة من المحتوى المرئي، سواء كان عبارة عن صور أو فيديوهات وغيرها. بالإضافة إلى تدريبها حتى تصبح قادرة على تقديم التوصيات وحل المشكلات أيضاً [1].
ويبقى السؤال المحوري هنا: ما الذي تستطيع خاصية الـ computer vision تمييزه؟ بجانب التعرف على المرئيات، هناك للرؤية الحاسوبية قدرة على تمييز بصمات الأصابع، بالإضافة إلى تمييز القياسات الحيوية التي يقصد بها الخصائص الفسيولوجية لكل إنسان ومنها شكل الوجه وأنماط القزحية وغيرها [2].
باختصار، إن مجال Computer Vision مشابه للعين عند البشر حيث تتعرف على الأشياء بالرؤية، وبعد ذلك تبدأ هنا عملية فهم ما تم رؤيته بالعين. وهذا يعني أن الرؤية الحاسوبية تسعى إلى تكرار الطريقة التي يرى بها الإنسان، وكذلك الطريقة التي يفهم بها ما يراه بواسطة حاسة البصر [3].
الأهم من ذلك كله أن رؤية الكمبيوتر معتمدة كلياً على تقنيات التعلم الآلي والتعلم العميق والشبكات العصبية بهدف أداء تلك المهام خلال وقت أقل من الأداء البشري، خصوصاً أنها تستعمل أحدث الكاميرات والبيانات والخوارزميات بدلاً من شبكية العين فقط والأعصاب البصرية [1].
التطبيقات العملية لرؤية الكمبيوتر
تحظى التطبيقات الشائعة لرؤية الحاسب باهتمام كبير خلال السنوات الأخيرة، ويرجع ذلك إلى ما يحصل عليه البشر من نتائج إيجابية بعد استخدامها في مشاريعهم لفترة وجيزة. نتيجة لذلك نشارك معكم الآن أهم التطبيقات العملية: [2]
في الرعاية الصحية
يستفيد قطاع الرعاية الصحية من حلول الذكاء الاصطناعي بمختلف أشكالها، من بينها رؤية الكمبيوتر التي تستعمل في مجالات متنوعة، وإليك أهمها:
- تحليل الأشعة السينية: تستخدم لجعل عملية التعرف على الصور أكثر سرعة وسهولة ودقة من التحليل اليدوي، هذا ما يساعد بشكل كبير على تحسين التشخيص وعلاج الأمراض.
- اكتشاف الأورام الخبيثة: لقد أثبت فعاليته في اكتشاف سرطان الثدي والجلد عبر المقارنة الدقيقة بين الخلايا السرطانية وغير السرطانية في صور المرضى.
في النقل
حققت رؤية الكمبيوتر نسبة نجاح مدهشة ضمن مجال النقل، وكانت سبباً في تطويره بشكل سريع. فيما يلي أهم تطبيقات للرؤية الحاسوبية في صناعة النقل:
- السيارات ذاتية القيادة: تدخل البرمجيات المفتوحة لرؤية الحاسوب في مساعدة السيارة ذاتية القيادة على التطور. حيث تستخدم حالياً للكشف عن الأشياء وتصنيفها وإنشاء خرائط 3D.
- اكتشاف المشاة: يسهل اكتشاف المشاة والتمييز بينهم بفضل استخدام تقنية الرؤية الحاسوبية، هذا ما يلعب دوراً ضخماً بتطوير أنظمة المشاة داخل المدن السكنية الذكية.
في الصناعة
تفتح رؤية الكمبيوتر عشرات الأبواب أمام رجال الأعمال في عالم الصناعة، إذ تزيد الإنتاج وتعزز الكفاءة أيضاً من خلال:
- اكتشاف العيوب: إحدى أبرز التطبيقات الصناعية للرؤية الحاسوبية حتى هذه اللحظة، حيث تمكنت من اكتشاف عيوب من المستحيل رؤيتها بالعين المجردة مثل شقوق بالمعادن ومشاكل في الطلاء.
- تحليل الرموز الشريطية: يمكّن البشر من قراءة الرمز الشريطي OCR الموجود على عبوات المنتجات بسهولة. كذلك يستطيع استخراج النص من الفواتير للتحقق منها مقابل قواعد البيانات.
- بناء نموذج ثلاثي الأبعاد: يمتلك القدرة على بناء نماذج ثلاثية الأبعاد، وهي نماذج مهمة جداً للاستعمال في صناعة الروبوتات والسيارات ذاتية القيادة الذاتية وأجهزة الواقع المعزز.
في الزراعة
يشيع استخدام رؤية الكمبيوتر في مجال الزراعة على مستوى بلدان عديدة، ويهدف اللجوء إلى مثل هذه الحلول الذكية إلى تحقيق الاكتفاء الذاتي. وإليك أهم تطبيقاته في الزراعة:
- مراقبة المحاصيل: تعتبر خطوة مفيدة جداً للتقليل من خسائر الفلاحين الناجمة عن ضعف المراقبة، لأنها تتيح المراقبة الدائمة للمحاصيل مما يوفر التحديد الفوري لأي اختلاف بسبب مرض أو نقص بالتغذية.
- إزالة الأعشاب: ظهرت آلة إزالة الأعشاب المدعومة بالذكاء الاصطناعي وخاصية الصورة في الرؤية الحاسوبية للتخلص من النباتات الضارة تلقائياً، تنطوي مهمتها على اكتشاف وجود تلك الأعشاب وإزالتها مباشرة بدون تدخل بشري.
وفي النهاية يمكن القول: تفتح رؤية الكمبيوتر الآفاق الواسعة أمام الابتكار في مختلف المجالات، فمن الزراعة والصناعة إلى فطاع الرعاية الصحية والنقل هناك اختراعات جديدة بفضل الرؤية الحاسوبية. وإذا كانت تقنيات ال AI تسمح لأجهزة الكمبيوتر بالتفكير، فإن الرؤية الحاسوبية تمكّنها من الرؤية والملاحظة والفهم أيضاً.
