Thị giác máy tính Computer Vision là gì? Bao gồm những lĩnh vực nào?

Thị giác máy tính là thuật ngữ còn khá mới mẻ đối với các nhà nghiên cứu tại Việt Nam. Việc phát triển các ứng dụng thị giác máy tính mở ra nhiều tiềm năng và khả năng ứng dụng thực tiễn mạnh mẽ. Vậy bạn đã biết thị giác máy tính là gì chưa? Cùng tìm hiểu qua bài viết sau để hiểu hơn nhé!

Lịch sử hình thành thị giác máy tính

Năm 1966, Seymour Papert và Marvin Minsky, hai nhà tiên phong về trí tuệ nhân tạo, đã khởi động một dự án mang tên “Summer Vision Project“, một nỗ lực kéo dài hai tháng và kéo theo 10 người để tạo ra một hệ thống máy tính có thể nhận dạng các vật thể trong ảnh.

Để hoàn thành nhiệm vụ, một chương trình máy tính phải có khả năng xác định pixel nào thuộc về đối tượng nào. Đây là một vấn đề mà hệ thống thị giác của con người, được cung cấp bởi kiến ​​thức rộng lớn của chúng ta về thế giới thực và hàng tỷ năm tiến hóa, có thể giải quyết một cách dễ dàng. Nhưng đối với máy tính, thế giới chỉ bao gồm các con số, đó là một nhiệm vụ đầy thách thức.

Xem thêm: Phần mềm máy tính là gì? Có bao nhiêu loại phần mềm máy tính?

Vào thời điểm của dự án này, phân nhánh thống trị chủ lực của trí tuệ nhân tạo là symbolic AI, còn được gọi là AI dựa trên quy tắc (rule-based AI): Các lập trình viên tự chỉ định các quy tắc để phát hiện các đối tượng trong hình ảnh. Nhưng vấn đề là các vật thể trong ảnh có thể xuất hiện từ các góc khác nhau và trong nhiều điều kiện ánh sáng khác nhau. Đối tượng có thể xuất hiện trên một loạt các nền khác nhau hoặc bị các đối tượng khác che khuất một phần. Mỗi kịch bản này tạo ra các giá trị pixel khác nhau và thực tế không thể tạo quy tắc thủ công cho từng cái một trong số chúng.

Hẳn nhiên, Summer Vision Project đã không đi xa và mang lại kết quả khá hạn chế. Vài năm sau đó, vào năm 1979, nhà khoa học Nhật Bản Kunihiko Fukushima đã đề xuất neocognitron , một hệ thống thị giác máy tính dựa trên nghiên cứu khoa học thần kinh được thực hiện trên vỏ não về thị giác của con người. Mặc dù neocognitron của Fukushima không thể thực hiện bất kỳ nhiệm vụ trực quan phức tạp nào, nhưng nó đã đặt nền tảng cho một trong những phát triển quan trọng nhất trong lịch sử thị giác máy tính.

Thị giác máy tính Computer Vision là gì?

Thị giác máy tính, Computer Vision là một lĩnh vực bao gồm các phương pháp thu nhận, xử lý hình ảnh kỹ thuật số, phân tích và nhận dạng các hình ảnh. Đây là dữ liệu đa chiều từ thế giới thực để cho ra các thông tin số hoặc biểu tượng, ví dụ như trong các dạng quyết định. Nói một cách dễ hiểu, thị giác máy tính nhằm tạo ra một hệ thống nhân tạo có thể tiếp nhận các hình ảnh thu được hay tập dữ liệu đa chiều để phân tích, xử lý nó theo ý muốn.

Các thiết bị máy móc ngày càng thông minh, nó không chỉ thay thế con người làm những công việc tính toán đơn giản đến khó khăn. Ngoài ra, còn có khả năng bắt chước động vật và con người. Một trong số những khả năng đó là nhận biết được thế giới qua “mắt” của nó. Bằng việc kết hợp các mô hình khác như: máy học, mạng nơron, … giúp cho chúng dần tiến tới một hệ thống nhân tạo có những quyết định linh hoạt và chính xác hơn.

Các lĩnh vực của thị giác máy tính

• Xử lý hình ảnh

Đây là một trong những mảng quan trọng nhất trong kỹ thuật thị giác máy tính, được xem là tiền đề cho nghiên cứu sau này. Đây là một lĩnh vực mang tính khoa học và công nghệ. Việc xử lý ảnh là một ngành khoa học mới mẻ so với nhiều ngành khoa học khác. Tuy nhiên, tốc độ phát triển của nó mạnh mẽ hơn, kích thích các trung tâm nghiên cứu.

Nhiệm vụ cơ bản của lĩnh vực này là nâng cao chất lượng thông tin hình ảnh và xử lý số liệu cung cấp cho các quá trình khác trong đó có việc ứng dụng thị giác vào điều khiển. Ngày trước, xử lý hình ảnh được sử dụng làm nâng cao chất lượng ảnh. Gần đây thì phạm vi ứng dụng mở rộng không ngừng, có thể nói hiện không có lĩnh vực khoa học nào không sử dụng các thành tựu của công nghệ xử lý ảnh kỹ thuật số.

• Nhận diện mẫu

Là việc giải thích các kỹ thuật khác nhau để phân loại mẫu.

• Quang trắc

Liên quan đến việc thu thập các số đo chính xác từ hình ảnh.

Các ứng dụng của thị giác máy tính

Thị giác máy tính, Computer Vision đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, các thành tựu nổi bật như:

• Y học

Các thuật toán xử lý hình ảnh cho phép biến đổi hình ảnh được tạo ra từ nguồn bức xạ X-ray hay nguồn bức xạ siêu âm hình ảnh quang học trên bề mặt phim x-quang hoặc trực tiếp lên bề mặt màn hình hiển thị. Hình ảnh các cơ quan chức năng của con người được xử lý tiếp nâng cao độ tương phản, lọc, tách các phần cần thiết hay tạo ra hình ảnh không gian 3 chiều. Ngày nay, thị giác máy tính còn tạo ra ứng dụng hỗ trợ thị giác cho người mù.

• Địa chất, kỹ thuật

Nó làm nổi bật đường biên và khôi phục hình ảnh giúp nâng cao chất lượng vệ tinh tạo ra bản đồ địa hình 3D với độ chính xác cao nhất.

• Khí tượng học

Ảnh thông qua vệ tinh, đưa ra các thông tin Trái Đất trên một vùng rộng lớn, giúp cho việc dự báo thời tiết chính xác hơn.

Xem thêm: Hướng dẫn tạo USB diệt Virus cứu hộ máy tính với Kaspersky chi tiết nhất

• Hình sự và bảo mật

Giúp kiểm soát truy cập, trong quá trình xử lý nhận dạng vân tay, khuôn mặt hay nhận dạng biển số xe giúp phát hiện nhanh những đối tượng đáng ngờ. Đồng thời nâng cao quá trình bảo mật, giám sát hay nhận dạng mục tiêu trong lĩnh vực quân sự.

Ngoài ra, thị giác máy tính còn ứng dụng trong việc điều khiển tiến trình như các robot trong công nghiệp, hay các thiết bị, xe tự hành hay trong các quá trình kiểm tra trong môi trường công nghiệp, …

Hy vọng qua bài viết trên Laptop Lê Nghĩa đã giúp bạn hiểu hơn về thị giác máy tính là gì.