الرؤية المضمنة: دليل شامل | سينوسين

تشير الرؤية المضمنة إلى تكامل قدرات رؤية الكمبيوتر في الأجهزة والأنظمة المدمجة. في هذه الورقة ، سوف نقدم المفاهيم الأساسية لأنظمة الرؤية المدمجة ثم نتعمق في مزاياها وتطبيقاتها المختلفة.

ما هي الرؤية المضمنة؟

تشير الرؤية المضمنة إلى آلة تفهم محيطها من خلال الأساليب المرئية ، وتشير ببساطة إلى استخدام تقنيات رؤية الكمبيوتر في الأنظمة المدمجة ، والتي تتضمن تقنيتين: الأنظمة المدمجة ورؤية الكمبيوتر (يشار إليها أحيانا باسم رؤية الآلة). بمعنى آخر ، تشير "الرؤية المضمنة" إلى نظام مضمن يستخرج المعنى من المدخلات المرئية. يمكن أن تكون الأنظمة المضمنة أي نظام قائم على المعالجات الدقيقة يقوم بعمل معين ومتوفر في كل مكان.

يتمثل الاختلاف الأكبر بين الرؤية المضمنة وما يشار إليه غالبا باسم نظام رؤية الماكينة في أن أنظمة الرؤية المدمجة هي أجهزة الكل في واحد ، أي أن الرؤية المضمنة هي مجموعة من الأنظمة المدمجة وتكنولوجيا رؤية الآلة.

الفرق بين الرؤية المضمنة ورؤية الماكينة التقليدية

يتكون نظام رؤية الماكينة التقليدي من ثلاثة أجزاء: نظام الكاميرا ونظام معالجة الصور ونظام عرض الإخراج. الكاميرا متصلة بالكمبيوتر من خلال منفذ شبكة أو واجهة USB ؛ تجمع الكاميرا معلومات الصورة وتنقلها إلى الكمبيوتر لمعالجة التعرف على الصور.

وتدمج أجهزة نظام الرؤية المضمنةوحدة الكاميراولوحة المعالجة ، التي تجمع بين التقاط الصور ووظائف معالجة الصور في جهاز واحد. يدعم الجهاز حوسبة الحافة ، واستقبال البيانات ومعالجتها ، واتخاذ القرارات ، ثم إرسال البيانات إلى أجهزة أخرى ، أو المعالجة والتحليل المحلي أو المستند إلى السحابة. يمكن تضمين التصميم المدمج بسهولة في الأجهزة الصناعية والمحمولة ، مع انخفاض استهلاك الطاقة وتقليل متطلبات النطاق العريض وزمن انتقال أقل.

تتنوع معماريات نظام الرؤية المضمنة ، مع مجموعة من المكونات المخصصة والقياسية。

المكونات النموذجية في نظام الرؤية المضمن هي:

• معالج مضمن- ينفذ الخوارزميات وعناصر التحكم في الجهاز
• وحدة الكاميرا- يلتقط الصور / الفيديو من المشهد
• عدسة- يضبط مجال الرؤية لاحتياجات التطبيق
• ذاكرة- يخزن الصور ورمز البرنامج والبيانات
• واجهات- قم بتوصيل الكاميرا والذاكرة وأجهزة الإدخال / الإخراج

المزايا منرؤية مضمنة

تتميز الرؤية المضمنة بصغر حجمها وطبيعتها في الوقت الفعلي وقابليتها للنشر في مواقع الحافة. يسمح بدمج وظائف الرؤية الذكية في الجهاز دون الحاجة إلى أجهزة معالجة خارجية.

نظام الرؤية المدمج سهل الاستخدام ، سهل الصيانة ، سهل التركيب ، إلخ. يمكنها بناء نظام رؤية آلة موثوق وفعال بسرعة ، وبالتالي تسريع سرعة تطوير نظام التطبيق بشكل كبير.

بالمقارنة مع رؤية الماكينة التقليدية ، فإن أنظمة الرؤية المدمجة أقل تكلفة. حتى أنظمة الرؤية المدمجة المخصصة المتطورة أرخص من أنظمة رؤية الماكينة. السبب الرئيسي لذلك هو أن أنظمة الرؤية المدمجة لها متطلبات أجهزة منخفضة ، مما يجعلها خيارا فعالا من حيث التكلفة للعديد من التطبيقات ، حتى مع ارتفاع تكاليف التكامل.

بالإضافة إلى ذلك ، تتميز أنظمة الرؤية المدمجة بسهولة الاستخدام وسهولة الصيانة وسهولة التركيب وانخفاض استهلاك الطاقة والتصميم الانسيابي. تعد القدرة على بناء نظام رؤية آلة موثوق وفعال بسرعة ، مما يسرع بشكل كبير من تطوير التطبيقات ، مثاليا للمساحات الضيقة والتكامل مع الأنظمة الحالية. لكن الميزة الحقيقية للرؤية المضمنة هي أن مكوناتها لا تؤثر سلبا على الأنظمة الحالية.

يمكن لأنظمة الرؤية المدمجة القيام بأشياء لا تستطيع أنظمة رؤية الماكينة التقليدية القيام بها. يمكن لأنظمة الرؤية المدمجة التقاط الصور ومعالجتها ، مما يمكن الأنظمة الميكانيكية من التفاعل مع العالم من حولها وتعزيز استقلاليتها. يمكن لأنظمة الرؤية المدمجة التفاعل مع الصور والتعرف عليها من خلال التعلم العميق ، مما يمكن الأنظمة الميكانيكية من اتخاذ القرارات بناء على البيئة المحيطة.

التحدياتeستواجه الرؤية المبتذلة

تواجه الرؤية المضمنة العديد من التحديات ، والتي تتعلق بشكل أساسي بالتنفيذ الفني وقيود الموارد وخصائص مجال التطبيق. وفيما يلي بعض التحديات الرئيسية:

1. سرعة المعالجة:تحتاج أنظمة الرؤية المضمنة إلى معالجة كمية كبيرة من البيانات المرئية في الوقت الفعلي ، الأمر الذي يتطلب معالجات عالية السرعة وخوارزميات فعالة لدعمها من أجل ضمان الأداء والدقة في الوقت الفعلي.

2. مشكلة استهلاك الطاقة:نظرا لأن أنظمة الرؤية المدمجة تستهلك الكثير من طاقة الحوسبة والمعالجة ، فإن هذا يمثل تحديا كبيرا للأجهزة الصغيرة (مثل الهواتف الذكية والطائرات بدون طيار وما إلى ذلك) التي تعتمد على طاقة البطارية. تعد كيفية تقليل استهلاك الطاقة مع ضمان الأداء مشكلة رئيسية يجب معالجتها في تقنية الرؤية المدمجة.

3. قيود الذاكرة والتخزين:تحتاج أنظمة الرؤية المضمنة إلى معالجة كميات كبيرة من بيانات الرؤية ، الأمر الذي يتطلب قدرا كبيرا من الذاكرة ومساحة التخزين لدعمها. ومع ذلك ، فإن موارد الذاكرة والتخزين محدودة في العديد من الأجهزة المضمنة ، مما يحد من نطاق التطبيق وأداء أنظمة الرؤية المضمنة.

4. الموارد المضمنة المحدودة:بالإضافة إلى قيود الذاكرة والتخزين المذكورة أعلاه ، فإن الأنظمة المضمنة لديها أيضا موارد محدودة مثل الطاقة الحسابية وعرض النطاق الترددي. تعد كيفية تحقيق المعالجة البصرية الفعالة بموارد محدودة تحديا تحتاج تقنية الرؤية المضمنة إلى مواجهته.

5. تحسين الخوارزميات والنماذج:تتطلب أنظمة الرؤية المدمجة خوارزميات ونماذج رؤية الكمبيوتر المعقدة. يجب تحسين هذه الخوارزميات والنماذج لخصائص الأنظمة المدمجة من أجل تقليل كمية الحساب وتقليل استهلاك الطاقة والتكيف مع احتياجات المعالجة في الوقت الفعلي.

6. الأمن والخصوصية:نظرا لاستخدام تقنية الرؤية المضمنة على نطاق واسع في مختلف المجالات ، فقد أصبحت كيفية ضمان أمن وخصوصية البيانات تحديا مهما. يجب تصميم آليات فعالة للتشفير وحماية الخصوصية لمنع تسرب البيانات وإساءة استخدامها.

تطبيقات أنظمة الرؤية المدمجة

يمكن لنظام الرؤية المضمن تحقيق التعرف على الصور واكتشاف الصور وتتبع الصور وتحديد المواقع المرئية وقياس الأشياء وفرز الكائنات والتطبيقات الأخرى. يستخدم على نطاق واسع في التصنيع الصناعي ، وإنتاج أشباه الموصلات الإلكترونية ، والخدمات اللوجستية ، والروبوتات ، والطيار الآلي للسيارات ، والطائرات بدون طيار ، والإلكترونيات الاستهلاكية ، ومراقبة الأمن ، والتشخيص الطبي وغيرها من المجالات.

استنتاج

جنبا إلى جنب مع تطوير الصناعة 4.0 ، سينمو الطلب على أنظمة الرؤية في السوق الصناعية ، وتنشر المزيد والمزيد من الصناعات حلول الرؤية المدمجة. مزايا أنظمة الرؤية المدمجة على أنظمة رؤية الماكينة التقليدية أكثر وضوحا ؛ عادة ما تكون أرخص وتستهلك طاقة أقل ولها تصميم أكثر انسيابية. في معظم الحالات ، يمكن أن تلبي تقنية الرؤية المضمنة متطلبات التطبيق التي لا تستطيع أنظمة رؤية الماكينة القيام بها.