سفر به جزیره آب و مه با زیردریایی‌ها/ «ماژول پردازش تصویر» چه کاربردی دارد؟ + فیلم

گروه استان‌های خبرگزاری آنا ـ حسین بوذری؛ علی حسینی و سعید صدیقی دانشجویان مقطع دکتری رشته کامپیوتر موفق شدند ماژول پردازش تصویر را اختراع کنند. حال این پرسش مطرح می‌شود که ماژول پردازش تصویر چه کاربردی دارد و به چه کار مردم می‌آید.

در پاسخ به این پرسش باید گفت که ماژول دو قسمت مجزا دارد. نخست در قسمت آب تصویر را به‌صورت real (آنلاین) بهبود می‌دهد. یعنی ورودی را می‌گیرد و خروجی را همزمان تحویل می‌دهد و فرد می‌تواند تصاویر را ببیند.

به‌عنوان مثال در تصاویر هوایی (مه سنگین و غلیظ) اطلاعات تصویر از بین می‌رود و مشاهده تصویر کار بسیار دشواری است، یعنی تصاویر مه‌آلود با تصاویر بهبود‌شده‌ بدون انجام محاسبات است.

حال وقتی ماژول وارد عمل می‌شود و این کار را انجام می‌دهد، به‌طوری که رنگ واقعی تصویر را به آن برمی‌گرداند، چراکه رنگ پشت مه مشخص نیست و دستگاه ماژول به صورت ریل‌تایم (دستگاه real-time PCR برای بررسی میزان بیان ژن‌های موجودات زنده توسعه یافته. محدودیتی که سیستم PCR ساده به‌وجود آورده، نداشتن توانایی برای بررسی کمی میزان بیان یک ژن است؛ بنابراین سیستمی با عنوان real-time PCR ساخته شده و توسعه یافته است) رنگ پشت مه را در آب و مه به وضوح نشان می‌دهد و در نتیجه می‌شود به طور همزمان و با حفظ جزئیات تصاویر را مشاهده کرد.

بیشتر بخوانید:

ساخت ماژول پردازش تصاویر زیر آب و مه/ به‌دنبال تجاری‌سازی محصولات‌مان هستیم

«خودرو هوشمند» چگونه به قطع زنجیره تصادفات جاده‌ای منجر می‌شود؟/ خیز مخترعان برای ساخت خودرو بدون سرنشین

96 اختراع و 88 طرح پژوهشی در کارنامه پژوهشگران جوان ثبت شد/ تولید نمونه اولیه «سیستم آبیاری مدرن زیر‌سطحی»

با این مقدمه به سراغ علی حسینی مخترع ماژول پردازش تصویر، معاون پژوهشی نخستین باشگاه تخصصی هوش مصنوعی و سامانه رایانه‌ای، دانشجوی دکتری رشته کامپیوتر و عضو باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان دانشگاه آزاد اسلامی واحد شیراز  رفتیم تا انگیزه این مخترع را برای اختراع ماژول پردازش تصویر بدانیم.

مشروح گفتگوی آنا با حسینی در پی می‌آید:

آنا:‌ جرقه ایده اختراع و شکل‌گیری این محصول از کجا در ذهن شما زده شد و چه اهدافی شما را به اختراع ماژول پردازش تصویر سوق داد؟

حسینی: طی سال‌هایی که در حوزه پردازش تصویر فعالیت می‌کردیم، متوجه شدیم که حتی در دنیا روی سخت‌افزارهایی که موجب بهبود تصاویر در مه و آب شود، خیلی کار نشده و سخت‌افزارهایی هم که وجود دارد، کارآیی واقعی را ندارند، یعنی در شرایط مختلف هرچقدر فعالیت انجام دهید، مجبورید یک‌سری از جزئیات تصویر را از بین ببرید.

بر این اساس، طی تحقیقاتی به این نتیجه رسیدیم که بهبود را در تصاویر داشته باشیم (فارغ از زیبایی تصویر).

ماژول پردازش تصویر چه کاربردی در اقیانوس و دریا دارد؟

در ابتدا الگوریتم تشخیص چهره را به وجود آوردیم و سپس تخصصی‌ترین مجله علمی- پژوهشی که با موضوع پردازش تصویر وجود دارد را چاپ کردیم.

مجله پردازش تصویر ماشین مینایی و تصویر ایران در انجمن علمی- پژوهشی تنها ژورنال تخصصی است که در ایران وجود دارد.

الگوریتم جدید (تشخیص چهره) در سال 98 چاپ شد و سپس تصمیم گرفتیم این الگوریتم را کاربردی کنیم و به سمت تولید سخت‌افزار به‌نام ماژول رفتیم که می‌تواند ورودی هر دوربینی باشد و خروجی را تحویل دهد.

به محض بهبود تصویر مجبور بودیم بین تصاویر تباین ایجاد کنیم و این موضوع موجب شد برخی اطلاعات از بین برود.

در یک مقاله اثبات کردم که این کار (ماژول پردازش تصویر) جدید است و تصاویر را تا جایی بهبود می‌دهیم که بتوانیم اطلاعات تصویر را نگه داریم و این کار را انجام دادیم و این دستگاه (ماژول پردازش تصویر) سال 98 در نمایشگاه بین‌المللی مورد استقبال قرار گرفت و اکنون در حال انعقاد قرارداد با پدافند هوایی جنوب کشور هستیم تا بتوانیم طرح مه را در حوزه نظامی مورد استفاده قرار دهیم که این قرارداد مراحل پایانی تصویب را می‌گذراند.

طرح مه (استفاده از ماژول پردازش تصویر) به تصویب اولیه رسید و با اصلاحاتی که صورت گرفته مقرر شده این طرح نهایی شود تا بتوانیم از آن در حوزه نظامی نیز استفاده کنیم.

آنا: ماژول پردازش تصویر چه کاربردی در بخش زیرآبی اقیانوس و دریا دارد؟

حسینی: دقیقاً بهبود تصاویر. شما عمق آب را در نظر بگیرید، هرچقدر عمق آب پایین‌تر برود، رنگ‌ها بیشتر جذب آب می‌شوند. بیشتر تصاویر گرفته شده از زیر آب فتوشاپ شده است، اما اگر بخواهید آنلاین ببینید (با زیردریایی) نور کافی نمی‌رسد. حتی فرض کنید چراغ را هم روشن می‌کنیم، این (چراغ) نور مصنوعی ایجاد می‌کند و نمی‌تواند تصویر واقعی را به شما برگرداند.

الگوریتم جدید (تشخیص چهره) در سال 98 چاپ شد و سپس تصمیم گرفتیم این الگوریتم را کاربردی کنیم و به سمت تولید سخت‌افزار به‌نام ماژول رفتیم.

دستگاه ماژول پردازش تصویر موجب می‌شود روی دوربین و مانیتور تصویر بهبود شده (واقعی) را ببینید.

تصاویری که زیر آب هستند یا به رنگ سبز هستند یا به رنگ آبی. این دو رنگ بر تصویر غالب و باعث می‌شود تصویر باکیفیتی نداشته باشیم؛ چراکه رنگ قرمز در 10 متری جذب می‌شود.

به عبارت دیگر این محصول می‌تواند به‌طور مؤثر کیفیت تصاویر دارای مه را بهبود بخشد. در ساخت این ماژول از دو الگوریتم جدید و منحصربه‌فرد استفاده شده که توسط تخصصی‌ترین مجله علمی، پژوهشی در حوزه پردازش تصویر و ماشین بینایی به چاپ رسیده است. از مزیت‌های این ماژول می‌توان به حفظ جزئیات تصویر و جلوگیری از تغییر رنگ، بعد از عملیات بهبود اشاره و با توجه به سرعت بالای الگوریتم فوق از آن نیز به‌صورت آنلاین در ویدیو استفاده کرد.

آنا: با نهادها و سازمان‌ها نیز تعامل دارید؟

حسینی: ارتباط خوبی با دستگاه‌های دولتی داریم؛ اما مشکل این است که اعتمادی به نهادهای آموزشی نیست و نهادهای آموزشی را صرفاً به‌عنوان مکان پژوهشی می‌بینند نه یک دستگاه و بازوی اجرایی.

آنا: فکر می‌کنید مشکل کجاست؟

حسینی: شاید این موضوع به دانشگاه‌ها و دستگاه‌های دولتی برگردد که همواره دوست داشته‌‌اند قطعات و محصولات را از بیرون وارد کرده و استفاده کنند.

اگر به ایرانی‌ها اعتماد کرده بودیم و قطعات را از بیرون وارد نمی‌کردیم در زمان اوج تحریم کشورمان از لحاظ قطعه دچار مشکل نمی‌شد. وقتی کار جدیدی برای صنعت ساخته می‌شود، مطمئناً مشکل دارد و باید با حمایت مسئولان تولید را به سرانجام رساند.

دستگاه ماژول پردازش تصاویر در خودروهای بی‌کیفیت کاربرد ندارد

متأسفانه مدیران صبر و حوصله لازم را ندارند و یک چیز آماده را نصب و عنوان می‌کنند که نتیجه داده است.

وقتی یک محصول جدید هیچ نمونه‌ای در بازارهای داخل کشور نداشته و در بازارهای خارج از کشور در حال تست‌ بوده، معلوم است آن تست شده و محصولی که من تولید کردم باید در جای خود قرار بگیرد، بالاخره آزمون و خطا وجود دارد.

آنا: دستگاه ماژول پردازش تصاویر در خودروها نیز کاربرد دارد؟

حسینی: بله، اما برای خودروهای باکیفیت. خودروهای باکیفیت نیاز به چنین فناوری‌هایی دارند و خودروهای بی‌کیفیت نیازی به این فناوری ندارند.

همانطور که گفتم دستگاه ماژول پردازش در راستای اهداف اقیانوس‌شناسی نیز به کار می‌رود.

آنا: ماژول پردازش تصاویر چگونه در هوای مه‌آلود و آب تصاویر واقعی را نشان می‌دهد؟

حسینی: ماژول دو بخش مجزا دارد و می‌تواند در آب تصویر را به صورت real (آنلاین) نشان دهد، یعنی ورودی را می‌گیرد و خروجی را همزمان به شما تحویل می‌دهد، یعنی می‌توانید آنلاین تصاویر را ببینید.

به‌عنوان مثال در تصاویر هوایی (مه سنگین و غلیظ) اطلاعات تصویر از بین می‌رود و مشاهده تصویر کار بسیار دشواری است، یعنی تصاویر مه‌آلود با تصاویر بهبود‌شده‌ بدون انجام محاسبات است.

حال وقتی ماژول وارد عمل می‌شود و این کار را انجام می‌دهد، به‌طوری که رنگ واقعی تصویر را به آن برمی‌گرداند؛ چراکه رنگ پشت مه مشخص نیست و دستگاه ماژول به‌صورت ریل‌تایم رنگ پشت مه را در آب و مه به وضوح نشان می‌دهد و در نتیجه می‌شود به طور همزمان و با حفظ جزئیات  تصاویر را مشاهده کرد.

آنا: ماژول پردازش تصویر نیاز به تنظیم ندارد؟

حسینی: نیاز به تنظیمات ندارد. تصویر به‌صورت خودکار محاسبات  و بهبودی را نسبت به عمق آن تصویر انجام می‌دهد.

آنا: منظورتان این است که ماژول پردازش تصویر، تصاویر و کانال‌های رنگی را به‌صورت واقعی به سطح آب برمی‌گرداند؟

حسینی: بله. ممکن است در این بین یک یا دو کانال رنگی از بین بروند و ماژول پردازش تصویر کانال‌های رنگی را پیدا کرده و آنها را بازیابی می‌کند و سپس به‌صورت تصویر واقعی برمی‌گرداند.

آنا: ماژول پردازش تصویر در تاریکی نیز مانند مه عمل می‌کند؟

حسینی: خیر. دستگاه ماژول پردازش تصویر برای تاریکی طراحی نشده و براساس یک‌سری الگوریتم‌ها و داده‌های خاصی که از تصویر می‌گیریم باید این بهبود انجام شود.

آنا: شاید بسیاری تصور کنند که دستگاه ماژول پردازش تصویر همان کارکرد فتوشاپ را دارد.

حسینی: بله، اما این دستگاه هیچ ارتباطی با فتوشاپ یا این قبیل نرم‌افزارها ندارد؛ چراکه نمی‌توانید از فتوشاپ به‌عنوان ریل‌تایم استفاده کنید.

ماژول پردازش تصویر چه تفاوتی با فتوشاپ دارد؟

از سوی دیگر نرم‌افزارهایی مانند فتوشاپ برای بهبود تصویر بسیاری از جزئیات را از بین می‌برند. همچنین الگوریتم‌های بومی ساخته‌ایم که از فتوشاپ هم بهتر کار می‌کنند.

ماژول دو بخش مجزا دارد و می‌تواند در آب تصویر را به صورت real (آنلاین) نشان دهد، یعنی ورودی را می‌گیرد و خروجی را همزمان به شما تحویل می‌دهد.

ماژول پردازش تصویر برخلاف نرم‌افزار فتوشاپ جزئیات تصویر را از بین نمی‌برد. کار این دستگاه فقط زیباکردن تصاویر در مه و آب نیست؛ بلکه می‌توانید به‌صورت نظارتی از آن استفاده کنید.

وضعیت فعلی ماژول پردازش تصویر چگونه است؟

حسینی: این دستگاه تولید شده و تا قرارداد این محصول را با مرکز تحقیقات و خودکفایی جنوب کشور نهایی نکنیم، اجازه استفاده از آن را نخواهیم داشت.

بعد از عقد قرارداد به‌صورت رسمی کار خود را در حوزه مدنظر مرکز تحقیقات و خودکفایی جنوب کشور آغاز می‌کنیم و تا چهار ماه آینده نتایج نهایی مشخص می‌شود.

آنا: بودجه تولید دستگاه ماژول پردازش تصویر را چگونه تأمین کردید؟

حسینی: بخشی از هزینه‌ را باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان دانشگاه آزاد اسلامی واحد شیراز در قالب یک طرح پژوهشی پرداخت کرد و سایر هزینه‌ها را ما تأمین کردیم که به‌عنوان طرح ویژه باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان در سال 98 انتخاب شد.

آنا: قطعات دستگاه ماژول پردازش تصویر ایرانی است یا خارجی؟

حسینی: قطعاً ایرانی. بُردهای ماژول پردازش تصویر را خودمان نیز می‌توانیم تولید کنیم؛ اما اکنون بردهایی در ایران وجود دارد که برای به دست آوردن آن مشکلی به وجود نمی‌آید.

آنا: پس ماژول پردازش تصویر تمام ایرانی است؟

حسینی: بله. جا دارد از سعید صدیقی که در ساخت این محصول بنده را همراهی کرد، قدردانی کنم.

آنا: محصول شما تجاری‌سازی هم شده است؟

حسینی: فقط به‌دنبال پژوهش نبودیم و با این موضوع علمی برخورد کردیم. از پایه روی الگوریتم آن کار کرده و نسخه آزمایشی آن را ساختیم و اکنون نیز نمونه نیمه‌صنعتی آن را تولید کرده‌ایم. همانطور که گفتم دنبال انعقاد قرارداد با شرکت‌ها و مراکز مختلف و تجاری‌‌سازی هم هستیم.

انتهای پیام/4078/4062/