ما هي عملية معالجة الصور؟ • درويدي

عناصر المقال

معالجة الصور هي عملية فيزيائية تُستخدم لتحويل إشارة الصورة، سواء كانت رقمية أو تمثيلية، إلى صورة مادية. يمكن أن يكون الإخراج الفعلي نفسه صورة مادية فعلية أو خصائص صورة. والنوع الأكثر شيوعًا هو التصوير الفوتوغرافي، حيث يتم التقاط الصورة باستخدام الكاميرا لإنشاء صورة رقمية أو تمثيلية. من أجل إنتاج صورة مادية، تتم معالجة الصورة باستخدام التقنية المناسبة بناءً على نوع مصدر الإدخال.

في التصوير الرقمي، يتم تخزين الصورة كملف على الكمبيوتر أو الموبايل. حيث يتم ترجمة هذا الملف باستخدام برنامج التصوير الفوتوغرافي لتكوين صورة فعلية. ويتم التقاط جميع الألوان والتظليل والفروق الدقيقة في وقت التقاط الصورة، ويقوم البرنامج بترجمة هذه المعلومات إلى صورة.

عند إنشاء صور باستخدام التصوير الفوتوغرافي التناظري، يتم حرق الصورة في فيلم باستخدام تفاعل كيميائي يتم تشغيله عن طريق التعرض للضوء. ثم تتم معالجتها بعد ذلك في غرفة مظلمة، باستخدام مواد كيميائية خاصة لإنشاء الصورة الفعلية. وقد اختفت هذه النوعية من الصور تقريبًا من العالم، خصوصًا وأن الكاميرات الرقمية أصبحت عالية الدقة ويمكنها التقاط الصور بسهولة شديدة ثم طباعتها بعد ذلك باستخدام طابعة ألوان عالية الدقة.

كما تطورت كاميرات الموبايل كثيرًا في السنوات الأخيرة حتى أصبح يُعتمد عليها في التصوير الفوتوغرافي وتسجيل الفيديو عالي الدقة يصل إلى 8K في بعض الإصدارات.

أنواع معالجة الصور

بالإضافة إلى التصوير الفوتوغرافي، هناك مجموعة كبيرة من عمليات معالجة الصور الأخرى. خلق مجال التصوير الرقمي مجموعة كاملة من التطبيقات والأدوات الجديدة التي كانت مستحيلة في السابق، بما في ذلك التعرف على الوجوه والتصوير الطبي، والاستشعار عن بعد، حيث تستخدم برامج الكمبيوتر المتخصصة لتحسين الصور وتصحيحها.

تطبق هذه البرامج الخوارزميات على البيانات الفعلية وهي قادرة على تقليل تشوه الإشارة، وتوضيح الصور المشوشة، وإضافة الضوء إلى صورة قليلة التعرض للضوء.

تم تطوير تقنيات معالجة الصور الرقمية لأول مرة في عام 1960 من خلال تعاون مجموعة واسعة من العلماء والأكاديميين. كان التركيز الرئيسي لعملهم هو تطوير التصوير الطبي والتعرف على الشخصيات، وإنشاء صور عالية الجودة على المستوى المجهري. خلال هذه الفترة، كانت تكاليف المعدات والمعالجة باهظة للغاية.

وكان للقيود المالية تأثير خطير على عمق واتساع التطور التكنولوجي الذي يمكن القيام به. بحلول السبعينيات، انخفضت تكاليف المعدات الحاسوبية بشكل كبير، مما جعل المعالجة الرقمية أكثر واقعية. واستثمرت شركات الأفلام والبرامج أموالاً طائلة في تطوير هذه التكنولوجيا وتعزيزها، وخلق صناعة جديدة.

هناك ثلاث فوائد رئيسية لمعالجة الصور الرقمية: جودة عالية باستمرار للصورة، وانخفاض تكلفة المعالجة، والقدرة على معالجة جميع جوانب العملية. طالما استمرت سرعة معالجة الكمبيوتر في الزيادة بينما تستمر تكلفة ذاكرة التخزين في الانخفاض، فمن المرجح أن ينمو هذا المجال.

تطبيقات معالجة الصور

بينما يتم إنشاء جميع تطبيقات معالجة الصور الرقمية لتحرير الصور أو تغييرها أو إنشائها، هناك العديد من الفلاتر وطرق العمل المختلفة مع الصور. يتم إجراء تطبيقات معالجة الصور الرقمية المجمعة لتحرير العديد من الصور المختلفة في وقت واحد وعادة ما تكون فعالة إذا كانت جميع الصور بحاجة إلى تغييرات مماثلة.
يشتمل تصميم ألعاب الكمبيوتر على أساليب رسوم متحركة متقدمة لإضفاء الحيوية على الشخصيات، وأصبحت هذه الألعاب أكثر واقعية مما كانت عليه في الماضي بسبب التحسينات في معالجة الرسومات. تطبيقات معالجة الصور لها أيضًا استخدامات في مجالات العلوم البيئية، لا سيما في مراقبة أنماط الطقس والإبلاغ عنها.

المشاريع

بصرف النظر عن تطبيقاتها الصناعية، فإن استخدام التكنولوجيا لفهم الصور له قيمة كبيرة لأنواع مختلفة جذريًا من مشاريع التكنولوجيا. توجد معالجة صورة الرؤية الآلية داخل مجال أكبر يُعرف أحيانًا باسم معالجة صورة رؤية الكمبيوتر.
قد تتمكن الفلاتر الأكثر تعقيدًا من إعادة بناء الصور التالفة جزئيًا من خلال حساب المتوسط باستخدام البيانات المتاحة لتقدير المحتويات المفقودة في الصورة. وهناك استخدام آخر للفلترة في معالجة الصور حيث يرغب الفنيون في إبراز كائنات معينة ذات أهمية في الصورة.

معالجة الصور PDF

اعتمادًا على نوع الكائنات المستخدمة في مستند PDF، يمكن تسريع عملية تحويل PDF إلى نقطي أحيانًا من خلال استخدام أجهزة الرسومات، إلى حد كبير بالطريقة نفسها التي يتم بها حساب الرسومات ثلاثية الأبعاد.
ومع ذلك، فإن بعض الطابعات تتميز بالبرامج الثابتة أو وحدات معالجة الصور النقطية المخصصة للأجهزة التي تقوم بمعالجة البيانات النقطية على وحدة الطابعة نفسها.

البرامج

لاستخدامات أكثر تحديدًا مثل علم الفلك أو الطب الشرعي الرقمي أو الفرز البصري، تكون الخيارات محدودة وقد تقتصر على برامج معالجة الصور الصناعية باهظة الثمن. مهما كان التطبيق، هناك بعض حزم برامج معالجة الصور التي تسمح بالتخصيصات بحيث يمكن تطبيق أي خوارزمية تقريبًا على وحدات البكسل في الصورة الرقمية.
في بعض الحالات، يمكن للأفراد في هذا المجال تطوير برامج معالجة الصور الخاصة بهم. تختلف وظائف معالجة الصور لمهندسي الكمبيوتر بشكل كبير. على سبيل المثال، قد ينشئ مطورو البرامج إمكانات جديدة من البداية.

اقتراحات المُحرر