M

MLOG

עברית

גלו את נבכי סגמנטציית האובייקטים בראייה ממוחשבת: טכניקות, יישומים בתעשיות שונות ומגמות עתידיות.

ראייה ממוחשבת: צלילת עומק לסגמנטציה של אובייקטים

ראייה ממוחשבת, תחום בבינה מלאכותית, מאפשרת למכונות "לראות" ולפרש תמונות באופן דומה לבני אדם. בליבתה, אלגוריתמים של ראייה ממוחשבת שואפים להבין ולהפיק תובנות משמעותיות מנתונים חזותיים. אחת המשימות הבסיסיות בראייה ממוחשבת היא סגמנטציה של אובייקטים, תהליך החורג מעבר לזיהוי פשוט של אובייקטים בתמונה; הוא כולל תיחום מדויק של גבולות כל אובייקט, פיקסל אחר פיקסל.

מהי סגמנטציה של אובייקטים?

סגמנטציה של אובייקטים, המכונה גם פילוח תמונה, היא תהליך של חלוקת תמונה דיגיטלית למספר מקטעים (קבוצות של פיקסלים). באופן ספציפי יותר, סגמנטציית אובייקטים מקצה תווית לכל פיקסל בתמונה כך שפיקסלים עם אותה תווית חולקים מאפיינים מסוימים. מאפיינים אלה יכולים להיות צבע, עוצמה, מרקם או מיקום. המטרה היא לפשט ו/או לשנות את ייצוג התמונה למשהו משמעותי יותר וקל יותר לניתוח.

בניגוד לזיהוי אובייקטים, אשר רק מזהה את נוכחותם ומיקומם של אובייקטים (לרוב באמצעות תיבות תוחמות), סגמנטציית אובייקטים מספקת הבנה מפורטת הרבה יותר של התמונה. היא מאפשרת ניתוח מדויק ועדין, המאפשר יישומים הדורשים גבולות אובייקט מדויקים, כגון:

סוגים של סגמנטציית אובייקטים

ישנם בעיקר שני סוגים עיקריים של סגמנטציית אובייקטים:

סגמנטציה סמנטית

סגמנטציה סמנטית מסווגת כל פיקסל בתמונה לקטגוריה או מחלקה ספציפית. היא עונה על השאלה: "לאיזה סוג אובייקט כל פיקסל שייך?" בסגמנטציה סמנטית, כל הפיקסלים השייכים לאותה מחלקת אובייקטים מקבלים את אותה תווית, ללא קשר אם הם מופעים של אותו אובייקט. לדוגמה, בסצנה עם מספר מכוניות, כל הפיקסלים של המכוניות יסומנו כ"מכונית". האלגוריתם מבין מה נמצא בתמונה ברמת הפיקסל.

דוגמה: בתרחיש של רכב אוטונומי, סגמנטציה סמנטית תזהה את כל הפיקסלים השייכים לכביש, למדרכות, למכוניות, להולכי רגל ולתמרורים. הנקודה המכרעת היא שהיא אינה מבחינה בין מכוניות *שונות* – כולן פשוט "מכונית".

סגמנטציית מופעים

סגמנטציית מופעים לוקחת את הסגמנטציה הסמנטית צעד אחד קדימה בכך שהיא לא רק מסווגת כל פיקסל, אלא גם מבחינה בין מופעים בודדים של אותה מחלקת אובייקטים. היא עונה על השאלה: "לאיזה מופע אובייקט ספציפי כל פיקסל שייך?" למעשה, היא משלבת זיהוי אובייקטים (זיהוי אובייקטים בודדים) עם סגמנטציה סמנטית (סיווג פיקסלים). כל אובייקט מזוהה מקבל מזהה ייחודי. סגמנטציית מופעים שימושית כאשר יש צורך לספור אובייקטים או להבחין ביניהם.

דוגמה: באותו תרחיש של רכב אוטונומי, סגמנטציית מופעים לא רק תזהה את כל הפיקסלים השייכים למכוניות, אלא גם תבחין בין כל מכונית בנפרד. כל מכונית תקבל מזהה ייחודי, מה שיאפשר למערכת לעקוב ולהבין את תנועותיהם של כלי רכב בודדים.

טכניקות לסגמנטציה של אובייקטים

במהלך השנים פותחו טכניקות שונות לסגמנטציה של אובייקטים. ניתן לסווג אותן באופן כללי ל:

טכניקות עיבוד תמונה מסורתיות

טכניקות אלו, למרות שהן ישנות יותר, עדיין בעלות ערך בתרחישים מסוימים בשל פשטותן ויעילותן החישובית.

טכניקות מבוססות למידה עמוקה

למידה עמוקה חוללה מהפכה בסגמנטציה של אובייקטים, ואפשרה שיפורים משמעותיים בדיוק ובביצועים. מודלים של למידה עמוקה יכולים ללמוד באופן אוטומטי מאפיינים מורכבים מנתונים, ובכך לבטל את הצורך במאפיינים שנוצרו ידנית. טכניקות אלו הן כיום הגישה הדומיננטית לסגמנטציה של אובייקטים ביישומים רבים.

יישומים של סגמנטציית אובייקטים

לסגמנטציה של אובייקטים יש מגוון רחב של יישומים בתעשיות שונות, המשפיעים על כל דבר, החל משירותי בריאות ועד חקלאות.

הדמיה רפואית

בהדמיה רפואית, לסגמנטציה של אובייקטים יש תפקיד מכריע ב:

נהיגה אוטונומית

עבור מכוניות בנהיגה עצמית, סגמנטציה של אובייקטים חיונית עבור:

רובוטיקה

סגמנטציה של אובייקטים מאפשרת לרובוטים:

חקלאות

סגמנטציה של אובייקטים משמשת בחקלאות עבור:

ניתוח תמונות לוויין

בחישה מרחוק, ניתן להשתמש בסגמנטציה של אובייקטים עבור:

עריכה ומניפולציה של תמונות

סגמנטציה של אובייקטים מאפשרת עריכה מדויקת:

אתגרים בסגמנטציה של אובייקטים

למרות ההתקדמות המשמעותית שנעשתה בסגמנטציה של אובייקטים, נותרו מספר אתגרים:

מגמות עתידיות בסגמנטציה של אובייקטים

תחום סגמנטציית האובייקטים מתפתח כל הזמן, עם טכניקות ויישומים חדשים שצצים כל הזמן. כמה ממגמות המפתח העתידיות כוללות:

סיכום

סגמנטציה של אובייקטים היא טכניקה חזקה ורב-תכליתית שמשנה מגוון רחב של תעשיות. ככל שהתחום ימשיך להתפתח, אנו יכולים לצפות לראות יישומים חדשניים עוד יותר של סגמנטציית אובייקטים בעתיד. משיפור אבחונים רפואיים ועד לאפשר מכוניות בנהיגה עצמית בטוחות יותר ופרקטיקות חקלאיות יעילות יותר, סגמנטציית אובייקטים עתידה למלא תפקיד משמעותי בעיצוב עתיד הטכנולוגיה.

מדריך זה מספק סקירה מקיפה של סגמנטציית אובייקטים, המכסה את יסודותיה, טכניקות, יישומים, אתגרים ומגמות עתידיות. על ידי הבנת המושגים המוצגים כאן, תוכלו לקבל תובנות יקרות ערך לתחום מרתק זה ולחקור את הפוטנציאל שלו לפתרון בעיות בעולם האמיתי.

למידה נוספת:

ראייה ממוחשבת: צלילת עומק לסגמנטציה של אובייקטים | MLOG