تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

الإنسان قادرٌ على رؤية الأشياء من حوله، وقادرٌ أيضاً على تمييزها وتحديد الأمور التي تظهر أمامه في غرفةٍ أو مكانٍ معينٍ أو شارع في مدينةٍ ما، ويتمُّ هذا الأمر عن طريق الدماغ البشري الذي يستقبل الصورة من العين، ويعمل على تحليلها وفهمها، وهكذا يدرك الإنسان ما يراه، ويميّز بين الأشياء الموجودة أمامه. لكن كيف يمكن للحاسوب أو الآلة أن ترى الأشياء؟ وكيف يمكنها أن تميّز بينها؟ كل هذه الأمور سنتعرف إليها في هذه المقالة التي تبيّن الرؤية الحاسوبية، وتوضح مفهومها.

ما هي الرؤية الحاسوبية؟

هي إحدى مجالات علوم الحاسوب، تسمح هذه التقنية للحواسيب برؤية العالم والأشياء من حولهم، وتحليل البيانات المرئية، واتخاذ القرارات، كما تسمح بتحديد، ومعالجة الأشياء المرئية، مثل: الصور، ومقاطع الفيديو بطريقةٍ مشابهةٍ تماماً لطريقة البشر.

ومع التطوُّر الكبير في التكنولوجيا تطوّرت الرؤية الحاسوبية بشكلٍ كبيرٍ لتصبح واحدةً من أهمّ المجالات في الوقت الحالي، والهدف الأساسي من الرؤية الحاسوبية هو تمكين الآلات والأجهزة من فهم وتفسير الصور والمشاهد، وتحليلها بهدف فهم الأحداث، والتعرُّف على المكونات المحيطة بها، والتعامل مع المشاهد، والتفاعل معها. ^[1]

ما هي آلية عمل الرؤية الحاسوبية؟

تعمل بشكلٍ يُشابه الرؤية عند البشر، وتعتمد بشكلٍ كبيرٍ على التعلُّم العميق، وعلى الخوارزميات بشكلٍ أساسي، وتعتمد أيضاً على الشبكات العصبية التلافيفية، حيث تسمح هذه الخوارزميات لأجهزة الحاسوب بفهم البيانات، وتخزينها، وتحليلها عن طريق التعلُّم، والتدرُّب على كمياتٍ كبيرةٍ وضخمةٍ من البيانات، وتتمُّ عملية الرؤية الحاسوبية وفق عدة خطوات: ^[2]

1- الحصول على الصورة

من خلال التقاط الصور والفيديوهات عن طريق الكاميرا، أو عن طريق الماسح الضوئي، أو المُستشعر، أو غيرها من أجهزة التقاط الصور.

2- المُعالجة المُسبَقة

بعد التقاط الصور تتمُّ معالجتها لإزالة التشويش منها وتحسينها، ومن الممكن أن تتضمن هذه العملية تغيير حجم الصورة أو تحويلها من شكلٍ إلى آخر أو تصفيتها.

3- استخراج المميزات

يتمُّ في هذه الخطوة استكشاف المميزات في الصورة، مثل: الحواف، أو الأشكال، أو الأنسجة، أو الألوان، وغيرها من المميزات الأساسية الأخرى التي تساعد في تحديد الكائنات الموجودة.

4- التصنيف

يتمُّ استخدام المميزات التي تمّ استخراجها في الخطوة السابقة لتصنيف الكائنات الموجودة في الصورة، مثل: التعرُّف على السيارات، أو الأشخاص، أو الشوارع.

5- معالجة الصورة النهائية

يتمُّ تحليل النتائج وتطبيقها في أمورٍ معينة، مثل: وضع علامةٍ على كائنٍ موجودٍ في الصورة، أو اكتشاف حركة كائن، أو التعرُّف على وجوه الأشخاص الموجودة في الصورة.

تقنيات الرؤية الحاسوبية

1- تصنيف الصور

يتمُّ في هذه التقنية التعرُّف على المحتويات الموجودة في الصورة، حيث يتمُّ تصنيف هذه الأشياء إلى تصنيفٍ واحدٍ أو إلى عدة تصنيفاتٍ على هيئة مُخرجات، على سبيل المثال: يمكن تصنيف الأشياء الموجودة وفق التصنيفات التالية: (كلب، قطة، شمس، جبل، إنسان، غروب، شروق) أو تصنيف الأشكال الهندسية المختلفة، كما يتمُّ استخدام هذه التقنية لتصنيف صور الأشعة السينية بأنها سرطانية أو لا، كما تُستخدم في العديد من التطبيقات الأخرى.

2- تحديد الكائنات

هي تقنيةٌ تسمح بتحديد موقع ونوع الكائن في الصور أو الفيديوهات، فهي تحيط كل كائنٍ بمربع، ويمكن لهذه التقنية أن تُظهر عدد الكائنات في مشهدٍ معيَّن، ويمكنها أن تحدّد موقع هذه الكائنات في هذا المشهد أيضاً.

3- تتبُّع حركة الكائنات

هي تقنيةٌ يتمُّ فيها تتبُّع كائنٍ متحرّكٍ هو محطُّ الاهتمام أو الهدف، ويمكن تتبُّع العديد من الكائنات أيضاً في مشهدٍ معين، هذا الأمر مهمٌّ جداً، ومستخدَمٍ بكثرةٍ في السيارات الذاتية القيادة أو الروبوتات، وفي تقنيات الواقع المُعزّز، وغيرها من التقنيات الأخرى.

4- التقسيم الدلالي

يتمُّ في هذه التقنية فهم ماهية الأشياء الموجودة في الصورة، أي فهم هل هذا الشيء هو سيارة، أو طائر، أو حيوان، أو غيرها من الأمور الأخرى، هذا الأمر يساعد الحاسوب على إدراك المشاهد، واستيعاب العالم من حوله.

5- تجزئة المثيل

يتمُّ في هذه التقنية فهم مشاهد معقدة من الصور أو الفيديوهات، مثل: معرفة ماهية الأشياء المتشابهة الموجودة، ومعرفة عددها، وأماكن تواجدها، وتتبُّع حركتها، ويتمُّ تحديد الاختلافات بينها، وعلاقتها مع بعضها.  

ما هي مجالات استخدام الرؤية الحاسوبية؟

1- الزراعة

تساعد الرؤية الحاسوبية على زيادة الإنتاجية، إضافةً إلى خفض التكاليف الزراعية بشكلٍ كبير، وذلك باستخدام الأتمتة الذكية، وتعمل على تحسين الأعمال الزراعية بشكلٍ عام، حيث تساعد صور الأقمار الصناعية والصور التي يتمُّ التقاطها عن طريق الطائرات المُسيّرة بدون طيار على تحديد مساحات الأراضي، وتحسين الممارسات الزراعية في هذه المساحات، مراقبة حالة الأرض الزراعية، وتحديد الأمراض التي تصيب المحاصيل، التحقُّق من صلاحية التربة للزراعة، التنبُّؤ بحالة الطقس، والعديد من الممارسات الأخرى التي تساعد في المجال الزراعي بشكلٍ عام.

2- المركبات ذاتية القيادة

تستخدم المركبات الذاتية القيادة تقنيات الرؤية الحاسوبية للتعرُّف على الصور في الوقت الحقيقي، وكما تُستخدم لتحليل الصور، وتحديد السيارات والدراجات الأخرى في الطريق، وملاحظة المشاة والعوائق.

3- الرعاية الصحية

تستخدم تقنيات الرؤية الحاسوبية بشكلٍ كبيرٍ في مجال الرعاية الصحية، مثل: تحليل الصور الطبية، مما يساعد المُختصين في تشخيص الأمراض بشكلٍ أسرع الأمر الذي يساهم في تحسين النتائج العلاجية، وجعلها أسرع، ومن الأمثلة على تطبيقات الرؤية الحاسوبية في مجال الرعاية الصحية:

● اكتشاف الأورام من خلال تحليل الصور الشعاعية.

● التحليل الآلي، وذلك عن طريق الأشعة السينية.

● اكتشاف الأعراض، وملاحظتها من خلال التصوير بالرنين المغناطيسي.

4- الأمن والسلامة

يتمُّ استخدام الرؤية الحاسوبية من قبل الحكومات والمؤسسات لتحسين الأمن، وضمان السلامة في المؤسسات والمواقع، مثال على ذلك: يتمُّ استخدام كاميرات المراقبة وأجهزة الاستشعار لمراقبة الأماكن العامة والمعامل بحيث تقوم هذه الأجهزة بإرسال تنبيهاتٍ في حالة حدوث أمرٍ غير طبيعي، مثل: دخول شخصٍ إلى منطقةٍ محظورةٍ أو ما شابه ذلك. ^[3]