بینایی ماشین چه کاربرد هایی دارد؟

بینایی ماشین یک تکنولوژی است که کاربرد های متعددی دارد . مهم ترین کاربرد های بینایی ماشین در این مقاله آورده شده است. برای آشنایی بیشتر با مفهوم بینایی ماشیم میتوانید بینایی ماشین چیست؟ را بخوانید

تجزیه و تحلیل اجزای الکترونیکی

بینایی ماشین در ساخت بردهای مدار برای کارهایی مانند بازرسی خمیر لحیم کاری و قرار دادن قطعات استفاده می شود.

 

تشخیص نوری کاراکتر (OCR)

به رایانه امکان می دهد متن چاپ شده یا دست نویس را از تصاویر استخراج کند.

دستخط و تشخیص امضا

با این ویژگی ، کامپیوتر می تواند الگوهای موجود در تصاویر دست خط و امضا را تشخیص دهد.

 

تشخیص شی

خودروهای خودران از تشخیص اشیا بر روی تصاویر گرفته شده توسط دوربین ها برای شناسایی موانع در جاده استفاده می کنند. سیستم‌های بینایی ماشین همچنین موقعیت اشیا را تعیین می‌کنند، مانند قرار دادن مناسب برچسب روی بطری قرص.

بازرسی مواد

قابلیت‌های بینایی ماشین در سیستم‌های بازرسی مواد، کنترل کیفیت را تضمین می‌کند. بینایی ماشین ، عیوب و آلاینده‌ها را در طیف وسیعی از مواد و محصولات بررسی می‌کند. به عنوان مثال، این سیستم‌ها می‌توانند قرص‌ها را از نظر مشکلات در حین ساخت بررسی کنند.

 

شمارش اقلام

این قابلیت برای شمارش اقلامی مانند قرص در یک بسته یا بطری در یک جعبه استفاده می شود.

 

هواشناسی

در علم هواشناسی تشخیص و پیش بینی آب و هوا اکثرا از طریق تصاویر هوایی و ماهواره‌ای انجام می‌گیرد. پردازش تصویر در این علم کاربرد زیادی دارد و دقت و سرعت پیش بینی آب و هوا را بسیار بالا می‌برد.

 

شهرسازی

با مقایسه عکس‌های مختلف از سال‌های مختلف یک شهر می‌توان میزان گسترش و پیشرفت آن را مشاهده کرد. کاربرد دیگر پردازش تصویر می‌تواند در کنترل ترافیک باشد. با گرفتن عکس‌های هوایی از زمین ترافیک هر قسمت از شهر مشخص می‌شود.

همچنین قبل از ساختن یک شهر می‌توان آن را توسط کامپیوتر شبیه‌سازی کرد که به صورت دوبعدی از بالا و حتی به‌صورت سه‌بعدی از دیدهای مختلف، یک شهرک چطور ممکن است به نظر برسد. تصاویر ماهواره‌ای که از شهرها گرفته می‌شود، می‌تواند توسط فیلترهای مختلف پردازش تصویر فیلتر شود و اطلاعات مختلفی از آن استخراج شود. به طور مثال این که شهر در چه قسمت‌هایی دارای ساختمان‌ها، آب‌ها یا راه‌های بیشتری است و همین‌طور می‌توان جاده‌هایی که داخل یا خارج از شهر کشیده شده‌اند را تحلیل کرد.

 

پزشکی

یکی از مهم‌ترین کاربردهای پردازش تصویر در مهندسی پزشکی است. درجایی که ما نیاز داریم تمام عکس‌ها با نهایت شفافیت و وضوح گرفته شوند زیرا دیدن تمام جزئیات لازم است. جراحی‌های ریز Microsurgery با ایجاد یک سوراخ کوچک و فقط دیدن محل جراحی توسط پزشک، از راه دور و توسط بازوهای رباتیک بسیار دقیق انجام می‌شوند.

 

نجوم و فضا نوردی

ساخت دستگاه‌های اتوماتیک رصد آسمان و ثبت وقایع آسمانی به صورت خودکار از کاربردهای بینایی ماشین است که امروزه روی آن کار می‌شود. از پروژه‌های جدید در بخش نجوم که بخشی از آن توسط سیستم پردازش تصویر انجام می‌شود، تهیه نقشه سه‌بعدی از کل عالم کائنات است.

پردازش تصویر در فضانوردی هم کاربرد زیادی دارد. در تصاویر دور می‌توان سطح سیارات و همچنین سطح قمرها را اسکن کرده و اطلاعات بسیار ریزی از آن‌ها استخراج‌کنیم. کاربرد دیگر پردازش تصویر در فـیلتر کردن عکس‌هایی است که توسط تلسکوپ‌های فضایی مختلف مانند هابل، از فضا گرفته می‌شود. کاربرد دیگر آن حذف گردوخاک و جو سیاره‌ها از تصاویر به کمک تصویربرداری IR و X-RAY به‌صورت همزمان و ترکیب این تصاویر است.

 

باستان‌شناسی

در علم باستان‌شناسی تنها مدارک باقی‌مانده از دوران باستان، دست‌نوشته‌ها، نقاشی‌ها و غار نگاری‌های قدیمی است. تهیه تصاویر از بناهای گذشته و بازسازی مجازی این بناهای تاریخی یکی از کاربردهای پردازش تصویر در این علم است. همچنین می‌توان نقاشی‌ها و غار‌نگاری‌ها را مورد پردازش دقیق قرار داد و شکل آنها را همان طور که در ابتدا بوده اند، شبیه‌سازی کرد. حتی می‌توان مکان‎‌های باستانی را از زوایایی که تصاویر مستندی از آن‌ها وجود ندارد، شبیه سازی کرد.

 

سینما

اولین علمی که پردازش تصویر در آن مورد استفاده قرار گرفت، هنر و سینما بود. یکی از تکنولوژی های برتر دنیا Motion Capture است که در آن یک کاراکتر انیمیشنی قادر است حرکات دست انسان را تقلید کند. امروزه این سیستم جهت ساخت فیلم ها و بازی های کامپیوتری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

 اقتصاد

در دنیای امروز تمام نوآوری‌ها، به نوعی مستقیم یا غیر مستقیم باعث تغییراتی در اقتصاد گروهی از کشورها و یا کل دنیا می‌شوند. پردازش تصویر هم  به صورت مستقیم و غیر مستقیم در اقتصاد تاثیر گذار است. از تاثیر مستقیم آن در اقتصاد، می‌توان به وجود شعبه‌های بانک بدون کارمند اشاره کرد. این شعبه‌ها قادرند به صورت خودکار سریال چک ها و قبوض پرداختی را بخوانند، نوع اسکناس‌ها را تشخیص دهند ،  اسکناس های تقلبی را شناسایی کنند و تا حد زیادی از کارهای یک بانک عادی را انجام دهند.

 

زمین شناسی

با پردازش تصویر می‌توان کانی‌های مختلف را از روی رنگ و اندازه آن ها شناسایی و دسته بندی کرد. همچنین در زمین‌شناسی برای پی بردن به مواد تشکیل دهنده کانی ها از روش پرتونگاری (Tomography) استفاده می‌کنند و پردازش تصویر در این بخش می‌تواند سرعت و دقت این روش را بسیار بالا ببرد.

 

تشخیص پلاک

تشخیص پلاک از جمله کاربردهای فراگیر  بینایی ماشین می‌باشد. با شناساندن کاراکترهای پلاک هر کشور به سیستم پردازشی و جستجوی شباهت میان آن‌ها و تصاویر ورودی دوربین می‌توان پلاک موجود در تصویر را خواند. این سیستم‌ها در پارکینگ‌های هوشمند، ورودی و خروجی سازمان‌ها و مجتمع‌های بزرگ جهت کنترل تردد مورد استفاده قرار می‌گیرد. علاوه بر این‌ها در صورت پلاک خوانی یک خودرو در ابتدا و انتهای یک مسیر می‌توان سرعت میانگین آن را محاسبه و متخلفین را اعمال قانون کرد.

 

پلیس راهنمایی رانندگی

 در نوعی از سرعت سنج‌های بزرگراهی از بینایی ماشین جهت استخراج سرعت استفاده می‌شود. این سیستم‌ها در نوع ثابت و متحرک طراحی می‌شوند. سیستم‌های ثابت در کنار خیابان، جاده و یا بزرگراه نصب شده و سیستم‌های متحرک بر روی خودروی‌های پلیس نصب می‌شوند. از این سیستم‌ها می‌توان به عنوان تردد شمار و سیستم کنترل ترافیک نیز بهره برد. با پردازش تصاویر دوربین‌های نصب شده در تقاطع‌ها می‌توان زمان، سرعت، جهت حرکت خودروها را بدست آورد و بدین ترتیب تخلفات متنوعی از جمله عبور از چراغ قرمز، توقف روی خط عابر پیاده، گردش به چپ و راست و تخطی از سرعت مجاز هنگام عبور از تقاطع را ثبت کرد.

 

ایمنی در رانندگی

برای افزایش سطح ایمنی در رانندگی، ماشین‌های جدید مجهز به سیستم‌های بینایی ماشینی شده‌اند که به راننده در حفظ هوشیاری و دقت کمک می‌کنند. از جمله این سیستم‌ها می‌توان به سیستم‌های تشخیص مانع، آینه کنار هشدار دهنده، هشدار دهنده تابلوهای راهنمایی و رانندگی و هشدار دهنده خارج شدن از خطوط جاده اشاره کرد.

 

تشخیص حجم

با توجه به اینکه سیستم‌های بینایی ماشین قادرند مشخصات مکانی نقاط تصاویر را استخراج کنند، می‌توان از آن‌ها به عنوان سیستم‌های تشخیص حجم بهره برد. این سیستم‌ در محل‌های دفن زباله پسماند و یا نخاله ساختمانی، معادن و کارخانجات تولید مصالح ساختمانی کاربرد دارد.

 

نظامی

پردازش تصویر بخصوص بینایی ماشین، کاربردهای نظامی بسیاری دارد و این کاربرد برای دولت اکثر کشورها بسیار مهم است. به عنوان مثال موشک هدایت شونده خودکاری وجود دارد که می‌تواند روی یک ساختمان قفل کند و حتی می‌تواند به درز بین در و دیوار آن ساختمان که حساس ترین جای ساختمان است به راحتی نفوذ کند. این موشک به صورت اتوماتیک این قسمت را شناسایی کرده و به سمت آن حمله می‌کند.

 

هوش مصنوعی در بینایی ماشین

هوش مصنوعی در بینایی ماشین برای تسریع فرآیند تصمیم گیری استفاده می شود. هوش مصنوعی قادر است حجم زیادی از تصاویر و اطلاعات داده را پردازش کند که قبلاً جمع آوری آنها بسیار دشوار بود.

نمونه هایی از نحوه استفاده از هوش مصنوعی در بینایی ماشین به شرح زیر است:

• امضا و تشخیص کاراکتر به سطحی از تفاوت های ظریف نیاز دارد که هوش مصنوعی می تواند به آن کمک کند.
• در تولید، هوش مصنوعی به تشخیص اشیا و بازرسی مواد کمک می کند تا سیستم های بینایی ماشین را قادر سازد تا تغییرات قابل قبول در شکل و بافت یک شی یا ماده را درک کنند.
• در تضمین کیفیت، یک سیستم مجهز به هوش مصنوعی می‌تواند ناهنجاری‌های قابل قبول را به جای رد هر چیزی که به با یک مشخصه مطابقت ندارد، تفسیر کند.

بینایی ماشین در رباتیک

بینایی ماشین، همراه با هوش مصنوعی ، نقش روبات‌ها را در انجام وظایف خط تولید، مانند انتخاب، مرتب‌سازی، قرار دادن و انجام اسکن خط تولید، گسترش می‌دهد. این ترکیب از فناوری ها رباتیک را قادر می سازد در محیط های دیگر مانند سوپرمارکت ها، بیمارستان ها و رستوران ها کار کند.

به عنوان مثال، یک ربات با بینایی ماشین می تواند در راهروهای سوپرمارکت حرکت کند و داده های موجودی محصولات موجود در قفسه های فروشگاه را جمع آوری کند. این دستگاه با استفاده از فناوری شناسایی فرکانس رادیویی برای خواندن بارکد، محصولات را اسکن می کند و می تواند از موانع در راهروهای شلوغ جلوگیری کند. فروشگاه‌های خرده‌فروشی آمازون گو از سیستم‌های مبتنی بر بینایی ماشین برای نظارت بر موجودی و بررسی مشتریان در زمانی که آماده پرداخت هستند، استفاده می‌کنند.

فناوری بینایی ماشین اتوماسیون را ممکن می‌سازد و توالی فرآیندها را در برنامه‌های مختلف ممکن می‌سازد تا شبکه شوند. بینایی ماشین همچنین همکاری بین ربات ها و انسان ها را کارآمدتر و ایمن تر می کند.

به عنوان مثال، در یک سوپرمارکت، یک ربات می تواند به انجام وظایف مدیریت موجودی اختصاص داده شود تا همکاران انسانی زمان بیشتری برای کمک به مشتریان داشته باشند. این می تواند اسکن موجودی را بیشتر از افراد با دقت بیشتری انجام دهد. در خط مونتاژ، ربات‌های بینایی ماشین می‌توانند مواد خطرناک را تجزیه و تحلیل کنند و کارهای خطرناک دیگری را بدون قرار دادن کارگران در معرض شرایط ناامن انجام دهند.

ربات‌های مجهز به دید ماشین داده جمع‌آوری و استفاده می‌شوند که می‌توانند در ابر یا در لبه شبکه پردازش شوند و مقیاس‌پذیری و تجزیه و تحلیل دقیق داده‌ها را ممکن می‌سازد.