دلایل ایجاد تکنولوژی پردازش تصویر

حوزه پردازش تصویر به طور مداوم در حال تغییر و تحول است و در طی سال‌های پیش محبوبیت زیادی در بین افراد پیدا کرده است. همراه با این افرایش علاقمندی، استفاده از پردازش تصویر نیز در حوزه‌های مختلف بیشتر شده است. ما در این مقاله قصد داریم تا به سراغ تاریخچه پردازش تصویر برویم و آن را بررسی کنیم.

در ابتدا به خاطر داشته باشید که پردازش تصویر و متدهای آن از دو حیطه کاربردی سرچشمه می‌گیرند: بهبود اطلاعات تصویری برای تفسیر انسان و پردازش داده‌های تصویری برای درک دستکاه‌های هوشمند.

چرا پردازش تصویر دیجیتال؟

تصویر بهتر از هر شکل دیگری از داده، اطلاعات مورد نیاز را برای درک انسان فراهم می‌کند و به او اجازه می‌دهد تا دنیای اطرافش را درک کند. هدف از تقلید از این توانایی انسان در رایانه‌ها نیز همین مسئله می‌باشد. در حفیقت هدف از پردازش تصویر برای رایانه ایجاد توانایی درک تصویری، پردازش تصویر و استخراج داده‌های قابل فهم برای رایانه است. قدم اول برای پردازش تصویر نیز بدست آوردن یک تصویر است. پس از به دست آوردن یک تصویر به صورت دیجیتال بهبود تصویر به کمک پیش‌فرض‌ها و سایر روش‌هایی است که به موفقیت فرآیندهای مورد نیاز در مراحل بعدی کمک می‌کند و شانس موفقیت در سایر مراحل را افزایش می‌دهد.

در مرحله بعد، عملیات بخش بندی و یا Segmentation تصویر ورودی را داریم که در این مرحله تصویر گرفته شده را به بخش‌های کوچکتری تقسیم بندی می‌کنیم. در این قسمت‌های کوچکتر نیز عناصر موجود در تصاویر نیز شناسایی می‌شود و به شکل ساختارهای داده که برای پردازش رایانه مناسب باشد در مورد آن توضیحاتی داده می‌شود. پس از آن نیز برای هر عنصر موجود در تصویر یک برچسب اختصاص داده می‌شود و در آخرین مرحله تفسیری با معنی شامل مجموعه اشیاء ایجاد می‌شود.

هدف کلی سیستم پردازش تصویر دیجیتال

پردازش تصویر دیجیتال طیف گسترده ای از سخت افزار، نرم افزار و زیرساخت‌های نظری را در بر می‌گیرد. اولین قدم برای این کار نیز رسیدن به یک تصویر دیجیتالی است. برای این کار نیز به یک سنسور تصویربرداری و با قابلیت دیجیتالی کردن سیگنال تولید شده توسط سنسور نیاز داریم. این سنسور می تواند یک دوربین تک رنگ، تلویزیون رنگی یا دوربین اسکن خط باشد.

بعد از به دست آوردن یک تصویر دیجیتالی ، مرحله بعدی سیستم به پردازش آن تصویر می پردازد. عملکرد اصلی پردازش بهبود در این مرحله تصویر به روش های مختلف است که شانس موفقیت سایر مراحل را افزایش می دهد. پیش پردازش به طور معمول با تکنیک های تقویت کنتراست، از بین بردن نویز و جدا کردن مناطقی که بافت آنها نشانگر احتمال الفبای اطلاعات است، سروکار دارد.

در مرحله بعدی سیستم به Segmentation تصویر می پردازد. این یک تصویر ورودی را به قسمت ها یا اشیاء تشکیل دهنده آن تقسیم می کند و در نهایت تگ گذاری و درک معنا و مفهوم موجود در تصویر است و شناخت تصویر و عناصر آن می‌باشد.

شناخت فرایندی است که براساس اطلاعات ارائه شده توسط توصیف کننده‌های آن، برچسبی را به یک شی اختصاص می‌دهد. تفسیر شامل اختصاص دادن معنی به گروهی از اشیاء شناخته شده می‌باشد. اطلاعات در مورد یک مجموعه نیز در قالب یک پایگاه داده در یک سیستم پردازش تصویر کدگذاری می شود. این دسته بندی اطلاعات به سادگی با جزئیات بخش‌های مختلف از یک تصویر، که دارای اطلاعات مورد نظر است، انجام می‌شود، و این مسئله جستجوی آن اطلاعات را محدود می‌کند. پایگاه دانش همچنین می‌تواند کاملاً پیچیده باشد، مانند یک لیست مرتبط با هم که نقایص عمده در یک مسئله را انجام می‌دهد. علاوه بر راهنمایی عملکرد هر یک از ماژول های پردازش را نیز کنترل می کند.

با توجه به همه‌ی این موارد گفته شده، هدف از  پردازش تصویر ایجاد توانایی درک تصویری برای کامپیوتر است. امروزه با گسترش علوم ارتباطات و توسعه اینترنت و فضای مجازی، روزانه میلیون‌ها داده تصویری در فضای اینترنت قرار می‌گیرد که نیاز به پردازش دارد. در مقابل پردازش تصویر استفاده‌های متنوعی در زمینه امنیت، پزشکی و… دارد که وجود آن را در فرآیندهای مختلف در این حوزه‌ها ضروری می‌کند. پردازش تصویر در رایانه نه تنها قابلیت سیستم‌ها را افزایش می‌دهد، بلکه بسیاری از نیازهای انسان‌ها را نیز پوشش می‌دهد و توانایی‌های زیادی را برای او ایجاد می‌کند. به نوعی می‌توان گفت که پردازش تصویر نیز مانند هوش مصنوعی و سایر تکنولوژی‌های نوین، به زندگی انسان‌ها وارد شدند تا آن‌را راحت‌تر کنند.

برای مطالعه بیشتر در زمینه هوش مصنوعی و کاربردهای آن به بلاگ عامر اندیش مراجعه کنید.