فناوری تشخیص و شناسایی اشیا (object detection) یکی از حوزه های هوش مصنوعی است که به شناسای و تشخیص اشیا در تصاویر می پردازد. شما به عنوان یک انسان راحتی می توانید به اطراف خود نگاه کرده و هر چه را می بینید، به سرعت و با دقت تشخیص دهید. اما آیا این کار برای ماشین ها هم امکان پذیر است؟ امروزه با توجه به وجود داده های بسیار زیاد، پیشرفت در زمینه ی الگوریتم های هوش مصنوعی و همچنین افزایش توان پردازشی رایانه ها، تشخیص اشیا امکان پذیر شده و می توان ماشین هایی را ایجاد کرد که می توانند اشیا را با دقت خوبی تشخیص دهند.
تشخیص اشیا، در واقع زیر مجموعه ای از فناوری بینایی ماشین (computer vision) است. بینایی ماشین به سیستم ها این امکان را می دهد که همانند انسان دنیای پیرامون خود را ببینند و درک کنند. در واقع یک سیستم برای درک محیط اطراف باید توانایی تشخیص اشیا را نیز داشته باشد.
فناوری تشخیص اشیا، دارای کاربردهایی گوناگونی در صنایع مختلف از پزشکی گرفته تا امنیت و آموزش است. در ادامه با فناوری تشخیص و شناسایی اشیا بیشتر آشنا می شویم و کاربردهای آن را در صنایع مختلف بررسی می کنیم.
فناوری تشخیص و شناسایی اشیا چیست؟
تشخیص اشیا یک تکنولوژی مربوط به بینایی ماشین و پردازش تصویر است که اشیایی مانند خودرو، انسان و ساختمان را از تصاویر و ویدئوهای دیجیتالی استخراج می کند. این تکنولوژی توانایی تشخیص یک یا چند شی را در یک تصویر به طور هم زمان دارد. فناوری تشخیص اشیا مدت هاست که وجود دارد ولی در حال حاضر بیشتر مورد توجه قرار گرفته و کاربردش در صنایع مختلف در حال افزایش است.
تشخیص و شناسایی اشیا چه کاربردهایی دارد؟
کاربرد تشخیص اشیا بسیار گسترده و متنوع است. در این قسمت به کاربردهای شناسایی اشیا در صنایع مختلف می پردازیم.
تشخیص چهره
یافتن چهره ی فرد در تصویر، همانند یافتن یک شی در تصویر یا ویدئو است. DeepFace که توسط گروهی از محققان فیسبوک ایجاد شده می تواند چهره ی افراد را در تصاویر دیجیتالی به خوبی شناسایی کند. گوگل از سیستم شناسایی چهره ی مخصوص خود استفاده می کند. کاربرد فناوری تشخیص چهره در سیستم های امنیتی و اپلیکیشن های سرگرمی در حال افزایش است. نرم افزار تشخیص چهره یکی از نرم افزارهای مورد استفاده در مسائل امنیتی است که می تواند با داشتن اطلاعاتی از افراد مجاز تنها به آن ها اجازه ی دسترسی داده و در صورتی که افراد غیر مجاز را شناسایی کرد، عکس العمل لازم را انجام دهد. در واقع با تشخیص چهره می توان فرایند احراز هویت را انجام داد. احراز هویت از این طریق یکی از انواع احراز هویت بیومتریک به شمار می رود.
شمارش افراد
فناوری تشخیص اشیا می تواند برای شمارش افراد (people counting) نیز مورد استفاده قرار بگیرد و کاربردش در تحلیل عملکرد فروشگاه ها و یا بررسی آمار جمعیت در جشنواره ها یا مکان های شلوغ است. وقتی افراد به سرعت حرکت می کنند، انجام این کار دشوارتر می شود. در واقع شمارش افراد یکی از کاربردهای مهم و جذاب تشخیص و شناسایی اشیا به شمار می رود. در مکان ها و اجتماعات شلوغ می توان از این فناوری به عنوان یک ابزار نظارتی استفاده کرد.
صنایع
در صنایع مختلف برای شناسایی محصولات از تشخیص اشیا استفاده می شود. مثلا برای دسته بندی، مدیریت موجودی، مدیریت کیفیت صنایع می توانند از تشخیص اشیا استفاده کنند.
ماشین های خودران
ماشین های خودران (یا خودروهای بدون سرنشین) از تکنیک های مختلفی برای شناسایی محیط و اشیای اطراف خود استفاده می کنند. فناوری شناسایی و تشخیص اشیا در ماشین های خودران به منظور شناسایی اشیا و محیط اطراف خودرو در هنگام رانندگی استفاده می شود. به طور مثال این فناوری با شناسایی یک جاندار در مسیر حرکت خودرو، آن را متوقف می کند.
یکی از کاربردهای تشخیص اشیا، ردیابی اشیا و در واقع فرایند یافتن اشیا متحرک در یک ویدئو است. ردیابی توپ در مسابقه ی فوتبال یا ردیابی یک فرد در ویدئو مثال هایی از ردیابی اشیا هستند.
ردیابی اشیا کاربردهای زیادی در بینایی ماشین دارد، نظارت، تعامل انسان و رایانه، نظارت جریان ترافیک، شناسایی رفتار انسان از جمله کاربردهای ردیابی اشیا هستند.
تشخیص هویت از روی عنبیه چشم
شناسایی عنبیه یکی از دقیق ترین سیستم های شناسایی هویت افراد است. با پیشرفت در حوزه ی سیستم های تشخیص هویت، ویژگی های بیومتریک انسان مانند عنبیه و شبکیه نیز مورد استفاده قرار گرفته است. در میان گزینه های مختلفی که برای این کار وجود دارد، عنبیه دقیق ترین روش است. برای این کار نیز از فناوری تشخیص اشیا استفاده می شود.
استخراج شی از تصویر یا ویدئو
در بخش بندی تصویر، تصویر بر اساس ویژگی هایی مانند رنگ بخش بندی می شود. در این روش تصویر پس زمینه و پیش زمینه از هم جدا می شوند. برنامه هایی که برای حذف پس زمینه ی تصویر وجود دارند در واقع از فناوری تشخیص و شناسایی شی استفاده می کنند.
تشخیص خنده
آنالیز حالت چهره، نقش مهمی در تحلیل احساسات و رفتارهای انسانی دارد. تحلیل حالت چهره کاربرد زیادی از جمله در انتخاب عکس، تحلیل تجربه ی کاربری و نظارت بیمار دارد.
تشخیص رفتار
هدف تشخیص رفتار، شناسایی عمل و هدف یک یا چند عامل از طریق مشاهده ی رفتار های عامل و محیط پیرامونش است. این زمینه ی تحقیقاتی توجه بسیاری را به خود جلب کرده و دارای کاربردهای مختلفی از جمله در تعامل کاربر و رایانه و جامعه شناسی است. شناسایی نوع فعالیت انسان ها در یک فیلم ویدئویی برای شما که انسان هستید کار بسیار ساده ای است. ما انسان ها به راحتی می توانیم فعالیت انسان های دیگر مانند دویدن، راه رفتن و پریدن را تشخیص دهیم. اما انجام این کار توسط هوش مصنوعی کار چندان ساده ای نیست.
شناسایی فعالیت ناهنجار
ویدئوهای منتشر شده توسط دوربین های نظارتی، در حالت عادی نیاز به یک نیروی انسانی دارند تا فعالیت و حرکات نامتعارف و ناهنجار را شناسایی کنند. اما با وجود هوش مصنوعی و با بهره گیری از امکانات آن می توان عملیات شناسایی ناهنجاری در ویدئوها را به صورت خودکار انجام داد.
فرض کنید فردی در یک عوارضی، عوارض خود را پرداخت نکند، در این حالت می توان با هوش مصنوعی این فعالیت را شناسایی کرد. در این صورت با شناسایی هر چه سریعتر این حرکات می توان اقدام مناسبی را در زمان مناسب انجام داد. برای مثال هنگام ورود یک دوچرخه، کامیون یا موتور به پیاده رو، ورود فرد بدون پرداخت هزینه به ایستگاه مترو، یا هنگامی که جمعیت در حال حرکت، ناگهان جهت خود را تغییر داده و به سمت دیگری حرکت کند که می توان نشان دهنده ی حادثه ای مانند آتش سوزی باشد، این سیستم هشداری ایجاد می کند.
روش های مختلفی برای این کار توسعه داده شده اند که از روش های آماری، بینایی ماشین، یادگیری عمیق و یادگیری ماشین برای شناسایی ناهنجاری های تصاویر ویدئویی استفاده می شوند. برای دستیابی به این هدف، باید اشیا موجود در تصاویر و ویدئوها را تشخیص داد که این کار با فناوری شناسایی و تشخیص اشیا امکان پذیر بوده و البته نیاز به مراحل دیگر برای شناسایی فعالیت ناهنجار دارد.
رباتیک
ربات ها باید تصاویر را به صورت بلادرنگ پردازش کنند و به سرعت با تغییرات محیط اطراف منطبق شوند. یک سیستم تشخیص شی قابل اطمینان، برای حصول چنین اهدافی در ربات ها نیاز است.
شناسایی و تشخیص پلاک
نرم افزار پلاک خوان از تشخیص اشیا برای یافتن پلاک در تصویر استفاده می کند. این فناوری با داشتن تصاویر کافی و استفاده از الگوریتم های مناسب می توان پلاک موجود در تصاویر و فایل های ویدئویی را از دیگر اشیا تشخیص داده و به صورت بلادرنگ کار پلاک خوانی را انجام دهد. از سرویس آنلاین پلاک خوان خودرو می توانید برای بررسی پلاک خوان استفاده کنید.
