شاید شما نیز جزو آن دسته از افرادی باشید که تا حدی فرایند پردازش تصویر را شناخته و با آن آشنا هستید، اما اگر تاکنون در این زمینه اطلاعی نداشتهاید جای هیچ نگرانی وجود ندارد. در این مقاله قصد داریم تا شما را با تاریخچه پردازش تصویر آشنا کنیم، همچنین اگر به این حوزه علاقهمند هستید ما به شما خواندن مقاله “پردازش تصویر چیست؟ تعریف، کاربردها و فواید” را پیشنهاد میکنیم تا بتوانید به صورت کامل با این فرایند جذاب آشنا شوید.
در هر سیستم و با هر عملکردی، برای شروع کار و تصمیم گیری نیازمند به دادههای ورودی هستیم که بتوانیم از طریق آنها اطلاعات مورد نظر خود را استخراج کنیم.
این دادهها میتوانند شامل سنسور صوتی، سنسور مادون قرمز، سنسور فاصله سنج، میکروفون یا تصویر ارسالی از یک دوربین باشند.
برای مثال سیستم بدن انسان را فرض کنید که در آن اطلاعات از طریق چشم به مغز ارسال شده و سپس مغز عملیات پردازش را روی این اطلاعات شروع میکند و درنتیجه تصمیم نهایی را گرفته و فرمان را صادر میکند.
امروزه پردازش تصویر نیز یکی از ابزارهای قوی و مدرن برای استخراج ویژگیها، دریافت اطلاعات، تحلیل موقعیت و در نهایت تصمیمگیری صحیح میباشد. هدف از پردازش تصویر پیاده سازی عملکرد ذهن انسان در قبال دادهها و انجام پردازشهای خاصی در جهت استخراج ویژگی مورد نیاز و رسیدن به هدف مورد نظر میباشد.
پردازش تصویر یا Image Processing اصطلاحی است که امروزه بیشتر به حوزه پردازش تصاویر دیجیتال میپردازد. همچنین میتوان گفت پردازش تصویر شاخهای از دانش رایانه است که با پردازش سیگنال دیجیتال که نماینده تصاویر برداشت شده با دوربین دیجیتال هستند سرو کار دارد.
پردازش تصویر شامل 2 شاخه اساسی بینایی ماشین و بهبود تصاویر است که دو مفهوم جدا از هم را دارند. بینایی ماشین به روشهایی میپردازد که از طریق آن میتوان محتوا و معنای تصاویر را درک کرد و از آنها در انجام کارهایی مانند مانند رباتیک و محور تصاویر استفاده کرد.
در حالی که بهبود تصاویر از روشهایی مانند فیلتر محوکننده و افزایش تضاد برای برای بهتر کردن کیفیت دیداری تصاویر جهت نمایش درست آنها به کار برده میشود.
به طور کلی پردازش تصویر عبارت است از پردازش سیگنالهای عکس یا صحنهای از فیلم که ورودی یک تصویر است که در طی مراحل اساسی پردازش یک تصویر یا مجموعهای از نشانهای ویژه یا متغیرهای مربوط را به عنوان خروجی پردازش ارائه میدهد.
امروزه پردازش تصویر نیز یکی از ابزارهای قوی و مدرن برای استخراج ویژگیها، دریافت اطلاعات، تحلیل موقعیت و در نهایت تصمیمگیری صحیح میباشد.
آشنایی با تاریخچه پردازش تصویر #
از سال 1964 تا به امروز پردازش تصویر دچار تغییرات و گوناگونی بوده و رشد فراوانی کرده است و امروزه علاوه بر تحقیقات فضایی در موارد متعدد دیگر نیز استفاده میشود. در فیزیک و زمینههای مرتبط، فنون رایانهای بارها تصاویر آزمایشهای مربوط به موضوعاتی نظیر پلاسماهای پرانرژی و تصاویر ریزبینی الکترونی را ارتقا دادهاند. از کاربردهای موفق دیگر پردازش تصویر میتوان به استفاده آن در نجوم، زیست شناسی، پزشکی هستهای، دفع و صنعت و اجرای قانون اشاره داشت.
اگرچه هریک از این مسائل در حوزهای جدا و متفاوت از هم بوده و با یک دیگر مرتبط نیستند اما همه آنها عموما نیازمند به روشهایی هستند که قادر به ارتقای تصویر برای تجزیه و تحلیل توسط انسان باشد.
تاریخچه پردازش تصویر در صنعت روزنامه
یکی از اولین کاربردهای تصویر دیجیتال در صنعت روزنامه بود؛ زمانی که تصویر برای بار اول توسط کابل زیردریایی بین لندن و نیویورک ارسال شد.
در اوایل دهه 1920 با معرفی سیستم انتقال تصویر کابل خط بارت، زمانی که برای انتقال تصویر در سرتاسر آتلانتیک صرف میشد از یک هفته یا بیشتر به سه ساعت در روز کاهش یافت.
برای انتقال کابل، تجهیزات چاپ تخصصی؛ تصاویر را رمزگذاری کرده و سپس در آخر آنها را بازسازی میکرد. در این میان یک سری مشکلات اولیه در بهبود کیفیت بصری این تصاویر دیجیتال وجود داشت که مربوط به انتخاب تولیدکنندگان چاپ و توزیع سطح شدت بود.
در اواسط تا اواخر دهه 1920 میلادی بهبود سیستم Bartlane موجب افزایش کیفیت انتقال تصویر شد که این فرایند بازسازی تصاویر بر مبنای روشهای نوین عکس برداری و افزایش تعداد درجات خاکستری در تصاویر را به دنبال داشت.
نکته مهم این است که تصاویر دیجیتال به ذخیره سازی و قدرت محاسباتی زیادی نیاز دارند، به گونهای که پیشرفت در زمینه پردازش تصویر دیجیتال به مواردی اعم از توسعه رایانههای دیجیتال و فناوریهای پشتیبانی کننده مانند ذخیره سازی، نمایش و انتقال داده بستگی دارد.
تاریخچه پردازش تصویر در نجوم
در اوایل دهه 1960 سفینه فضایی رنجر 7 متعلق به ناسا شروع به ارسال تصاویر تلویزیونی مبهمی از سطح ماه به زمین کرد. استخراج جزئیات تصویر برای یافتن محلی برای فرود سفینه آپولو نیازمند اعمال تصمیماتی روی تصاویر بود. این کار مهم برعهده لابراتوار (JPL) Jet Propulsion قرار داده شد. بدین ترتیب زمینه تخصصی پردازش تصاویر رقومی آغاز گردید و مثل تمام تکنولوژیهای دیگر سریعا استفادههای متعدد پیدا کرد.
تاریخچه پردازش تصویر در پزشکی
در دهه 1970 پردازش تصویر برای کاربردهای پزشکی استفاده شد. همچنین در سال 1979 Hounsfield و Cormack به طور مشترک جایزه نوبل پزشکی را برای اختراع تکنیک اسکن توموگرافی محاسباتی محوری Computerised Axial Tomography دریافت کردند. در این شاخه شیوههای رایانهای؛ contrast تصویر را ارتقا میدهند یا اینکه برای تعبیر آسانتر تصاویر اشعه ایکس یا سایر تصاویر پزشکی، سطوح شدت روشنایی را با رنگ، رمز میکنند.
از طریق پردازش تصاویر پزشکی میتوان بیماریهای مختلف را با هزینه کم و در سریعترین زمان ممکن تشخیص داد یا میتوان از این سیستم به عنوان دستیار پزشک و نیروی کمکی استفاده نمود.
در این فرایند اطلاعات مورد نیاز پزشک از طریق پردازش تصویر استخراج شده تا پزشک بتواند تحلیل بیماری را به صورت جدی و در زمان کمتری انجام دهد.
علم پزشکی از طریق پردازش تصویر میتواند بسیاری از بیماریها اعم از سرطان، آلزایمر، فیبروز کبدی و نارسایی قلبی را در زودترین زمان ممکن تشخیص دهد و به درمان و پیشگیری از شدت آن بپردازد.
مهمترین کاربردهای پردازش تصویر #
از دهه 1980 تا به امروز استفاده از پردازش تصویر به شکل تازهتری رواج پیدا کرده است، به طوریکه برای اکثر موارد کاربرد دارد و در همه حیطهها استفاده میشود. برخی از مهمترین کاربردهای پردازش تصویر عبارت است از:
بهبود و بازسازی تصویر: روشی رایج برای افزایش کیفیت و حذف نویز در تصاویر است. همچنین در سال 1990، تلسکوپ فضایی هابل برای تصویربرداری از اشیاء در فضایی بسیار دور پرتاب شد که به علت مشکلاتی که داشت تصاویر آن قابل استفاده نبود؛ وجود پردازش تصویر برای حل این مشکل اثربخش بود.
جلوههای ویژه: آثار هنری برای نمایش بهتر و اضافه کردن جلوههای ویژه در ساخت تصاویر ترکیبی استفاده میشود.
سیستمهای اطلاعات جغرافیا: متخصصان جغرافیایی نیز از این روشها و تکنیکهای پردازش تصویر دیجیتال برای مطالعه الگوهای آلودگی هوا که با تصویربرداری هوایی و ماهوارهای به دست آمده است استفاده میکنند.
بازرسی صنعتی: با وجود اپراتورهای انسانی گران، آهسته و غیرقابل اعتماد، سیستمهای بینایی صنعتی فضای مناسب و قابل اعتمادتری را برای امکان انجام کار توسط ماشینآلات فراهم کرد. نمونه بارز در این روش بازرسی صفحات چاپی با استفاده از تصویربرداری معمولی و اشعه X است.
اعمال قانون: پردازش تصویر به صورت گسترده توسط مراجع اعمال قانون استفاده میشود. شناسایی اثرانگشت و بهبود دوربینهای مداربسته شهری نمونهای کاربردی از تاثیرات مثبت پردازش تصویر هستند.
رابط کاربر انسان و کامپیوتر: شناسایی چهره و وضعیت رفتار بدن را میتوان از مهمترین تاثیرات پردازش تصویر در حوزه رابط کاربری انسان و کامپیوتر دانست.
منابع #
اگر به اطلاعات بیشتری درباره پردازش تصویر نیاز دارید؛ شما می توانید با خواندن این مقاله تخصصی اطلاعات مفیدی را بدست آورید.
