بررسی تاریخچه پردازش تصویر + بررسی صنایع مختلف

1402/07/13 - خواندن 7 دقیقه - نویسنده: علیرضا همتی

در گذشته چرا از پردازش تصویر استفاده می‌کردند؟ پردازش تصویر در ابتدا در چه کارها و صنایعی استفاده داشته است؟ ما در این مقاله سعی کردیم اتفاقات مهم و حیاتی در تاریخچه پردازش تصویر را بررسی کنیم و صنایعی که اولین استفاده‌ها را از این فناوری کردند را مشخص کنیم. جالب است بدانید که با توسعه الگوریتم‌های این فناوری، حتی جایزه نوبل هم به اشخاص تعلق گرفته است که در این مقاله بیشتر آنها را بررسی می‌کنیم. با ما همراه باشید.

چرا تاریخچه پردازش تصویر مهم است؟

یکی از نکاتی که در بررسی تاریخچه فناوری‌ها بسیار اهمیت دارد، روند رسیدن به وضعیت فعلی و بررسی بخش‌های مختلف آن فناوری است. پردازش تصویر یکی از پرکاربردترین فناوری‌هایی است که در صنایع مختلف در حال استفاده است. این فناوری کمک می‌کند تا تصویر دریافتی ساده تبدیل به یک تصویر پیشرفته با داده‌های مختلف شود. پردازش تصویر یکی از اجزای اصلی بینایی ماشین است که کمک می‌کند ماشین‌ها بتوانند ببینند و تحلیل دقیقی از محیط داشته باشند.

اولین جرقه پردازش تصویر

ما به طور کلی دو نوع پردازش تصویر در اختیار داریم:

• پردازش تصویر آنالوگ

• پردازش تصویر دیجیتالی

اولین تصاویر دیجیتال در سال ۱۹۲۰ توسط سیستم انتقال تصویر کابلی بارتلین تولید شد. این مقدمه‌ای بود برای توسعه بیشتر این نوع تصاویر تا بتوان از آنها استفاده‌های مختلفی در زمینه‌های متنوع داشت. با این حال بیشتر تکنیک‌ها و روش‌های پردازش تصویر دیجیتالی در دهه‌ی ۶۰ میلادی توسعه پیدا کردند. ما سعی می‌کنیم روش‌های توسعه داده شده و اتفاقات مهم در زمینه پردازش تصویر را به طور کامل در این بخش معرفی کنیم.

اتفاقات مهم در زمینه پردازش تصویر

همان طور که گفتیم اتفاقات این حوزه از شروع آن در دهه‌ی ۲۰ آغاز می‌شود و ما از آن زمان بخش‌های مهم را بررسی می‌کنیم. تاریخچه پردازش تصویر در بخش‌هایی مانند صنعت روزنامه و صنایع فضایی می‌تواند مسیر رسیدن به وضعیت فعلی این فناوری را روشن‌تر کند.

اولین پردازش تصویر در صنعت روزنامه

سیستم انتقال تصویر کابلی بارتلین، تکنیکی بود که برای انتقال تصاویر روزنامه از طریق خطوط کابلی زیر دریایی بین لندن و نیویورک ابداع شد. این روش در سال ۱۹۲۰ به کار گرفته شد و اسم آن برگرفته از نام مخترعانش بارتولومی و مک فارلین بود. با کمک این سیستم تصاویر در زمان بسیار کمی می‌توانست بین مبدا و مقصد جابه جا شود.

در ابتدا این تصاویر در ۵ سطح از سایه‌های سیاه و سفید کدگذاری می‌شدند که این مورد در سال ۱۹۲۹ به ۱۵ سطح رسید

بهبود کیفیت تصویر اولین هدف برای متخصصین

در ابتدای راه و در سال‌های اولیه دهه‌ی ۶۰ میلادی مهمترین هدف پردازش تصویر افزایش کیفیت آن بود. به همین دلیل تمامی مراکز تحقیقاتی در آن زمان ابتدا روی این موضوع تمرکز کردند.

اولین کاربرد پردازش تصویر در زمینه پزشکی

نجات جان انسان‌ها یکی از اولویت‌های اولیه‌ی هر فناوری است. به همین دلیل پردازش تصویر در سال ۱۹۶۰ وارد زمینه پزشکی شد و در این دهه تکنیک‌های متنوعی در این زمینه توسعه داده شد.

اصلی ترین افراد این حوزه گودفری هانسفیلد و آلن کورمک بودند که در سال ۱۹۷۹ برای توسعه برش‌نگاری یا توموگرافی به کمک کامپیوتر توانستند جایزه نوبل پزشکی را دریافت کنند. استفاده روز افزون از پردازش تصویر در پزشکی موجب شد تا هم‌اکنون هم بسیاری به دنبال استفاده از روش‌های پیشرفته تر آن باشند. ما در مقاله پردازش تصویر در پزشکی این موارد را بررسی کرده‌ایم.

استفاده در عکس‌های فرستاده شده از فضا

در سال ۱۹۶۴ ناسا پروژه Ranger7 را عملیاتی کرد که قرار بود تا زمان برخورد با ماه تصاویری از سطح ماه ارسال کند. این اولین استفاده از پردازش تصویر در یک پروژه بزرگ فضایی بود. آنها از تکنیک‌های پردازش تصویر مانند تصحیح هندسی، تبدیل درجه‌بندی، حذف نویز و ... استفاده کردند تا تصاویر با کیفیتی را به دست آورند. پس از آن و در پروژه آپولو با پردازش تصویر بیش از ۱۰۰ هزار عکس نقشه توپوگرافی ماه، نقشه‌های رنگی و ... به دست آمد که نقش بسزایی در طرح فرود انسان روی ماه داشت.

اولین استفاده‌ها از پردازش تصویر برای امنیت

بسیاری از سامانه‌های امنیتی از پردازش تصویر در کار خود کمک می‌گیرند. این اتفاق در سال ۱۹۶۴ برای تشخیص چهره افراد رقم خورد. این پروژه که سعی داشت به کمک پردازش تصویر و فناوری‌های دیگر افراد را بر اساس چهره تشخیص دهد که در این مرحله موفقیت آمیز نبود اما یکی از پایه‌های اصلی برای تشخیص چهره در آینده شد. اولین سیستم تشخیص چهره در سال ۱۹۷۷ به دست آمد که قابلیت‌های خوبی داشت ولی هم‌چنان نمی‌توانست به طور دقیق کار خود را انجام دهد.

برای امنیت خودروها در جاده‌ها، متخصصین سراغ عمل پلاک خوانی رفتند. اینکه پلاک خوان چیست را ما در مقاله جداگانه‌ای بررسی کردیم. در سال ۱۹۷۶ برای اولین بار پلیس بریتانیا برای ایجاد نظم در جاده‌ها از پلاک خوان استفاده کرد. هرچند با پیشرفت روز به روز این فناوری در حال حاضر بسیاری از جاده‌ها و حتی پارکینگ‌ها مجهز به پلاک خوان هستند. در بخش‌های مختلف مراحل تشخیص پلاک و خواندن آن از فناوری پردازش تصویر استفاده می‌شود.

رفع مشکل بزرگ تلسکوپ فضایی هابل

در سال ۱۹۹۰ تلسکوپ فضایی هابل با مشکلی در ارسال تصاویر روبه رو بود. ناسا متوجه شد که آینه اولیه دارای انحراف کروی به میزان یک میلیونیوم متر است. تعویض این آینه امکان‌پذیر نبود و از طرفی تصاویر ارسالی با تاری فراوان روبه رو بود. به همین دلیل از پردازش تصویر برای اصلاح تصاویر استفاده شد و نتایج بسیار خوبی را به همراه داشت. این تکنیک مانند یک عینک برای چشم انسان عمل کرده و وضوح تصاویر را به صورت کامل ترمیم می‌کرد. این کار در سال ۱۹۹۳ به سرانجام رسید و نتایج آن یکی از موفقیت‌های جذاب پردازش تصویر بود.

یادگیری عمیق در پردازش تصویر

یکی از جدیدترین روش‌های متداول امروز پردازش تصویر استفاده از یادگیری عمیق در آن است. تکنیک‌هایی مانند OCR (نویسه خوان نوری) توانسته‌اند جایگاه بالایی در حال حاضر پیدا کنند و با کمک پردازش تصویر کارهای بزرگی را انجام دهند. بسیاری از کاربردهای روز پردازش تصویر در صنایعی مانند پزشکی، کشاورزی، رباتیک، صنعت و ... استفاده می‌شوند و می‌توانند کارایی این حوزه‌ها را تا جای ممکن افزایش دهند.

پردازش تصویر و هوش مصنوعی

پردازش تصویر یکی از فناوری‌هایی است که با کمک هوش مصنوعی پیشرفت بسیاری داشت و در حال حاضر اکثر روش‌های توسعه یافته در این حوزه در محدوده‌ی هوش مصنوعی محسوب می‌شود. حتی بسیاری پردازش تصویر را یکی از فناوری‌های هوش مصنوعی می‌شناسند اما تکنیک‌های قدیمی پردازش تصویر معطوف به هوش مصنوعی نبوده است. تقریباً می‌توان گفت در هر محصول هوش مصنوعی که نیاز به ثبت تصاویر یا بینایی ماشین باشد، پردازش تصویر یک جایگاه ثابت و مهم در مراحل آن خواهد داشت. به همین دلیل بررسی تاریخچه و تکنیک‌های پردازش تصویر می‌تواند راهنمای شما برای استفاده از آن در صنعت‌های مختلف باشد.

کاربردهای حال حاضر پردازش تصویر

در وضعیت حاضر و با توجه به نیازهای بسیار زیاد هوش مصنوعی به دیدن، تحلیل تصاویر و کار بر روی آنها، جایگاه پردازش تصویر بسیار جایگاه مهم و حیاتی است. تقریباً در هر صنعتی و کسب و کاری می‌توان کاربردهایی را برای پردازش تصویر در نظر گرفت. ما در بخش‌هایی مانند پزشکی، رباتیک، صنعت، کشاورزی و ... بررسی‌ها و محصولات متنوعی را با نیاز بازار ارائه داده‌ایم. شما می‌توانید بر اساس نیاز خود در حوزه پردازش تصویر و بینایی ماشین، با کارشناسان ما از طریق فرم مشاوره هوش مصنوعی در ارتباط باشید. ما می‌توانیم با استفاده از جدیدترین و بروزترین الگوریتم‌ها و روش‌ها، مشکلات کسب و کار و صنعت شما را بررسی و مرتفع کنیم.