مهندسی بینایی کامپیوتر (Computer Vision) بخشی از تکنولوژی هوش مصنوعی و ماشین لرنینگ است که به کامپیوترها کمک می‌کند تا مانند انسان‌ها بتوانند تصاویر را ببینند و درک کنند. مهندسان بینایی کامپیوتر افرادی هستند که به کامپیوترها این توانایی را می‌دهند تا تصاویر را تحلیل کنند و از آن‌ها برای حل مشکلات مختلف استفاده کنند. حضور این مهندسان در بسیاری از صنایع ضروری است و به‌همین دلیل تعداد شرکت‌هایی که به‌دنبال استخدام متخصصان کامپیوتر ویژن هستند، در حال افزایش است. درنتیجه این حوزه برای کسانی که به هوش مصنوعی و ماشین لرنینگ علاقه دارند، بسیار عالی و پردرآمد است. در این مقاله اطلاعات کاملی درباره کامپیوتر ویژن، مهندسی بینایی کامپیوتر و بازار کار آن ارائه شده است.
آنچه در این نوشته خواهیم داشت
Computer Vision چیست؟
وبسایت بزرگ IBM بینایی کامپیوتر را این‌طور تعریف کرده است:
Computer vision is a field of artificial intelligence (AI) that uses machine learning and neural networks to teach computers and systems to derive meaningful information from digital images, videos and other visual inputs—and to make recommendations or take actions when they see defects or issues.
بینایی کامپیوتر یکی از شاخه‌های هوش مصنوعی (AI) است که از یادگیری ماشین و شبکه‌های عصبی برای آموزش کامپیوترها و سیستم‌ها استفاده می‌کند تا از تصاویر دیجیتال، ویدئوها و سایر ورودی‌های بصری، اطلاعات معنادار استخراج کند و در صورت مشاهده نقص یا مشکلات، اقداماتی را انجام دهند.
همانطور که هوش مصنوعی به کامپیوترها کمک می‌کند تا بتوانند فکر کنند، کامپیوتر ویژن به کامپیوترها کمک می‌کند تا بتوانند ببینند و تصاویر را درک کنند.
به‌عبارت‌دیگر کامپیوتر ویژن شبیه به بینایی انسان عمل می‌کند، اما با این تفاوت که انسان‌ها از سال‌ها تجربه و زمینه قبلی برای تشخیص محسط پیرامونشان استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، ما از سنین کودکی یاد می‌گیریم که چگونه اشیا را از یکدیگر متمایز کنیم و مواردی مانند فاصله، وضعیت تحرک یا سکون و بسیاری از موارد دیگر را تشخیص دهیم.
کامپیوترها هم به‌جای چشم انسان از دوربین، داده‌های بزرگ و الگوریتم‌های پیچیده استفاده می‌کنند تا بتوانند هزاران تصویر را در دقیقه تحلیل کنند و عیوب یا مشکلاتی که ممکن است برای انسان‌ها قابل تشخیص نباشد را سریع‌تر شناسایی کنند.
کاربرد Computer Vision
بینایی کامپیوتر با ارائه تحلیل‌های دقیق و سریع از تصاویر و ویدئوها، توانسته است به بهبود کارایی و دقت در بسیاری از صنایع کمک کند و تحولات بزرگی را ایجاد کند. بینایی کامپیوتری در صنایع مختلف از مدیریت انرژی و خدمات عمومی گرفته تا تولید و خودروسازی استفاده می‌شود و بازار آن همچنان در حال رشد است.
در زیر به برخی از کاربردهای بینایی کامپیوتری در صنایع مختلف اشاره شده است:
۱. صنعت خودروسازی
از کامپیوتر ویژن در صنایع خودروسازی برای مواردی مانند کنترل کیفیت، شناسایی عیوب خودرو استفاده می‌شود. مثلاً در خط تولید خودرو، این سیستم‌ها می‌توانند قطعات معیوب را شناسایی کنند تا از تولید محصولات ناقص و معیوب جلوگیری شود.
علاوه‌براین در خودروسازی، از بینایی کامپیوتری برای توسعه ماشین‌های خودران نیز استفاده می‌شود. این ماشین‌ها با کمک دوربین‌ها و الگوریتم‌های بینایی کامپیوتر، محیط اطراف خود را شناسایی کرده و تصمیمات لازم برای رانندگی را می‌گیرند.
۲. صنعت پزشکی و بهداشت
سیستم‌های بینایی کامپیوتری می‌توانند تصاویر پزشکی مانند رادیوگرافی‌ها، MRI و CT اسکن‌ها را تحلیل کرده و نشانه‌های بیماری‌هایی مانند سرطان یا مشکلات قلبی را شناسایی کنند. این کار به پزشکان کمک می‌کند تا بیماری‌های مختلف مانند انواع تومور و سرطان را سریع‌تر و دقیق‌تر تشخیص دهند.
همچنین در جراحی‌های روباتیک، بینایی کامپیوتر به روبات‌ها کمک می‌کند تا محل دقیق عمل را تشخیص داده و جراحی را با دقت بالا انجام دهند.
۳. صنعت کشاورزی
از پهپادهای مجهز به دوربین‌های بینایی کامپیوتر برای نظارت بر مزارع استفاده می‌شود. این پهپادها می‌توانند وضعیت گیاهان، میزان آبیاری، و وجود آفات را بررسی کرده و اطلاعات دقیقی را به کشاورزان ارائه دهند.
یکی دیگر از کاربردهای کامپیوتر ویژن در کشاورزی این است که روبات‌های برداشت محصولات با استفاده از بینایی کامپیوتری می‌توانند میوه‌ها و سبزیجات رسیده را شناسایی کرده و آن‌ها را با دقت برداشت کنند.
بیشتر بخوانید: “کشاورزی با هوش مصنوعی“
۴. صنعت انرژی و خدمات عمومی
سیستم‌های بینایی کامپیوتری می‌توانند تجهیزات و زیرساخت‌های انرژی مانند توربین‌های بادی یا خطوط انتقال برق را بررسی و نشانه‌های خرابی یا مواردی که نیاز به تعمیر دارند را شناسایی کنند.
همچنین این سیستم‌ها در پالایشگاه‌ها و نیروگاه‌ها، می‌توانند وضعیت ایمنی آن‌ها را نظارت کرده و در صورت وقوع حادثه یا وضعیت خطرناک به سرعت هشدار دهند.
۵. فروشگاه‌ها
دوربین‌های مجهز به سیستم‌های کامپیوتر ویژن در فروشگاه‌ها می‌توانند بر موجودی قفسه‌ها نظارت کرده و به سیستم‌های مدیریت موجودی اطلاعات دقیقی از کالاهای موجود ارائه دهند.
این سیستم‌ها همچنین می‌توانند رفتار مشتریان را تحلیل و الگوهای خرید آن‌ها را شناسایی کنند، که این موضوع به بهبود چیدمان فروشگاه و ارائه پیشنهادات مناسب به مشتریان کمک می‌کند.
۶. صنعت حمل و نقل
سیستم‌های بینایی کامپیوتری به مدیریت ترافیک کمک می‌کنند. این سیستم‌ها می‌توانند تعداد خودروها را شمارش کرده و الگوهای ترافیکی را تشخیص دهند.
علاوه‌براین در سیستم‌های حمل و نقل عمومی و پارکینگ‌ها، این سیستم‌ها می‌توانند پلاک خودروها را شناسایی کرده و ورود و خروج آن‌ها را ثبت کنند.
۷. صنعت امنیت
دوربین‌های امنیتی مجهز به بینایی کامپیوتری می‌توانند رفتارهای مشکوک را شناسایی کرده و به تیم‌های امنیتی هشدار دهند. این سیستم‌ها می‌توانند تشخیص دهند که آیا فردی وارد منطقه ممنوعه شده است یا نه.
همچنین در فرودگاه‌ها و مراکز مهم، سیستم‌های بینایی کامپیوتری می‌توانند چهره افراد را شناسایی کرده و از ورود افراد مشکوک جلوگیری کنند.
مهندس بینایی کامپیوتر کیست؟
مهندس بینایی کامپیوتر، که به عنوان مهندس CV یا مهندس بینایی ماشین نیز شناخته می‌شود، سخت‌افزار و نرم‌افزارهایی را توسعه می‌دهد تا داده‌های بصری را که در سیستم‌های شناسایی اشیا و افراد مورد استفاده قرار می‌گیرند، پردازش کند. مهندسان بینایی کامپیوتر از داده‌های بزرگی که از ویدئوها، سیگنال‌های دیجیتال یا تصاویر آنالوگ به دست می‌آید، برای حل مشکلات دنیای واقعی استفاده می‌کنند.
وظایف و مسئولیت‌های مهندس بینایی کامپیوتر
مهندسان بینایی کامپیوتری نقش بسیار مهمی در فناوری‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی دارند. این مهندسان سیستم‌هایی را طراحی و پیاده‌سازی می‌کنند که به ماشین‌ها کمک می‌کند تا تصاویر و ویدئوها را ببینند و بفهمند و این داده‌های بصری را به اطلاعات مفیدی برای صنایع و کسب‌وکارهای مختلف تبدیل کنند. آن‌ها الگوریتم‌هایی برای کارهای پیچیده مثل شناسایی الگوها و تشخیص اشیا طراحی می‌کنند و با استفاده از تکنیک‌های مختلف، عملکرد این سیستم‌ها را بهینه‌سازی می‌کنند.
اما وظایف آن‌ها تنها محدود به توسعه این سیستم‌ها نیست. مهندسان Computer vision برای اینکه بتوانند سیستم‌هایی با بهترین عملکرد بسازند، نیاز دارند تا همیشه از جدیدترین تحقیقات و پیشرفت‌های علمی در حوزه‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین آگاه باشند. به همین دلیل، آن‌ها به طور مداوم مقالات علمی، پژوهش‌ها و گزارش‌های جدید را مطالعه می‌کنند. این تحقیقات شامل روش‌ها و الگوریتم‌های جدیدی است که به بهبود عملکرد سیستم‌های بینایی کامپیوتری کمک می‌کند.
چگونه یک مهندس بینایی کامپیوتر شویم؟
اگر به کامپیوتر ویژن علاقه دارید و می‌خواهید در آینده به‌عنوان یک متخصص کامپیوتر ویژن فعالیت کنید، باید مهارت‌های زیر را داشته باشید:
تحصیلات:
برای شروع کار به عنوان مهندس بینایی کامپیوتر، بهتر است مدرک دانشگاهی در یکی از رشته‌های زیر داشته باشید:
- علوم کامپیوتر
- مهندسی برق
- یا رشته‌های مشابه
برنامه‌نویسی:
یادگیری زبان‌های برنامه‌نویسی مثل پایتون، C++ و MATLAB ضروری است. این زبان‌ها برای نوشتن برنامه‌ها و الگوریتم‌های بینایی کامپیوتر استفاده می‌شوند.
یادگیری ماشین و یادگیری عمیق:
باید الگوریتم‌های یادگیری ماشین و مدل‌های یادگیری عمیق مثل شبکه‌های عصبی کانولوشنی (CNN) را خوب بشناسید. این مدل‌ها به کامپیوترها کمک می‌کنند تا بتوانند تصاویر و ویدیوها را تحلیل کنند.
بیشتر بخوانید: “شبکه عصبی کانولوشن چیست؟“
تحلیل تصویر:
مهارت در پردازش و تحلیل تصاویر به شما کمک می‌کند تا بتوانید داده‌های تصویری را تفسیر و تغییر دهید.
ریاضیات:
دانش قوی در ریاضیات، به خصوص در زمینه‌های جبر خطی، احتمال و آمار خیلی مهم است و به شما کمک می‌کند تا الگوریتم‌های بهتر و دقیق‌تری بنویسید.
توسعه نرم‌افزار:
آشنایی با روش‌ها و ابزارهای توسعه نرم‌افزار برای مهندس بینایی کامپیوتر لازم است، چون باید برنامه‌هایی بنویسد که در دنیای واقعی و با نرم‌افزارهای مختلف کار کنند.
گواهینامه‌ها و تخصص‌ها:
داشتن گواهینامه‌های تخصصی در زمینه‌های یادگیری ماشین، هوش مصنوعی و علوم داده شما را از دیگران متمایز کند و نشان می‌دهد که در این زمینه‌ها تخصص دارید.
تجربه عملی:
تجربه عملی از طریق کارآموزی و یا شرکت در پروژه‌ها یا تحقیقات بینایی کامپیوتر بسیار مفید است. این تجربه‌ها به شما کمک می‌کنند تا مهارت‌های تئوری خود را در عمل به کار بگیرید.
این مسیرهای آموزشی و مهارت‌ها برای تبدیل شدن به یک مهندس کامپیوتر ویژن ضروری هستند. بااین‌حال به یاد داشته باشید که این یک حوزه پویا و در حال رشد است، پس همیشه باید آماده یادگیری مطالب جدید و به‌روز باشید.
وضعیت بازار کار و درآمد مهندس Computer vision
آینده شغلی برای مهندسان بینایی کامپیوتر بسیار روشن است. با پیشرفت فناوری‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، و همچنین کاربرد گسترده این سیستم‌ها در صنایع مختلف، تقاضا برای افراد ماهر در زمینه بینایی کامپیوتر به‌شدت در حال افزایش است.
یکی دیگر از مزایای این موقعیت شغلی امکان دورکاری در پروژه‌های مختلف است که فرصت‌های شغلی در این زمینه را گسترش داده و به افراد امکان می‌دهد که به صورت انعطاف‌پذیر و از هر جای دنیا کسب درآمد کنند.
میانگین درآمد مهندسان بینایی کامپیوتر بالاست. براساس وبسایت Glassdoor در سال ۲۰۲۴، میانگین حقوق سالیانه برای مهندس Computer vision تازه‌کار، از حدود ۸۰۰۰۰ دلار تا ۱۰۰۰۰۰ دلار شروع شود. برای موقعیت‌های ارشد یا کسانی که تخصص‌های خاصی دارند، این حقوق می‌تواند بیش از ۱۵۰۰۰۰ دلار در سال باشد. البته این مقدار به مکان و شرکت بستگی دارد.
کلام آخر
بینایی کامپیوتر (Computer vision) یکی از حوزه‌های بسیار کاربردی مرتبط با هوش مصنوعی و ماشین لرنینگ است که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین براساس وبسایت‌های کاریابی معتبر بین‌المللی، میانگین درآمد مهندس کامپیوتر ویژن در دنیا بسیار بالاست و شرکت‌هایی که به چنین افراد متخصصی نیاز دارند نیز در حال افزایش است.
اگر به کامپیوتر ویژن علاقه دارید، و می‌خواهید خودتان را برای این موقعیت شغلی آماده کنید، اولین قدم یادگیری زبان برنامه‌نویسی پایتون است. هرچه بیشتر به برنامه‌نویسی پایتون مسلط باشید، شانس موفقیتتان در حوزه‌های مرتبط با هوش مصنوعی و ماشین لرنینگ نیز بیشتر است.
سرفصل‌های دوره آموزش پایتون آمانج، تمامی اصول، تکنیک‌ها و پیشنیازهایی را که برای تبدیل شدن به یک مهندس کامپیوتر ویژن نیاز دارید را دربرگرفته است.
پرسش‌های متداول
وضعیت موقعیت شغلی مهندسی بینایی کامپیوتر (Computer Vision) چگونه است؟
با افزایش کاربرد هوش مصنوعی و ماشین لرنینگ در زندگی روزمره ما و همچنین کاربرد گسترده آن‌ها در صنایع مختلف که در این مقاله راجع به آن‌ها صحبت کردیم، تقاضا برای مهندسان کامپیوتر ویژن واجد شرایط به شدت افزایش یافته است.
مهندس بینایی کامپیوتر کیست؟
مهندس بینایی کامپیوتر، که به عنوان مهندس بینایی ماشین نیز شناخته می‌شود، یک متخصص کامپیوتر با تخصص بالا است که سخت‌افزار و نرم‌افزارهایی برای پردازش داده‌های تصویری و شناسایی اشیاء و افراد ایجاد می‌کند. مهندسان بینایی کامپیوتر از حجم زیادی از داده‌ها برای حل مشکلات واقعی استفاده می‌کنند. وظیفه اصلی یک مهندس بینایی کامپیوتر تحقیق و پیاده‌سازی سیستم‌های یادگیری ماشین و دید کامپیوتر برای ایجاد سیستم‌های پیشرفته در صنایع مختلف است.
آیا کامپیوتر ویژن چالش‌برانگیز و دشوار است؟
بینایی کامپیوتر مفهومی مرتبط با هوش مصنوعی و یادگیری ماشین است و بر این مفهوم کار می‌کند که یک کامپیوتر می‌تواند همانند انسان ببیند. پیاده‌سازی دید کامپیوتر سخت است زیرا استخراج و یادگیری وسعت تجربه انسانی برای یک کامپیوتر چالش‌برانگیز است. حتی دشوارتر از آن این است که کامپیوتر بتواند وظایف پیچیده بصری را با منابع محاسباتی و داده‌های مورد نیاز انجام دهد.
بنابراین، بینایی کامپیوتر حوزه‌ای بسیار تخصصی است که فرد باید دانش فنی گسترده‌ای داشته باشند تا بتوانند آن را در مسائل واقعی پیاده‌سازی کند.
مهارت‌های مورد نیاز برای مهندس کامپیوتر ویژن چیست؟
مهارت‌های کلیدی مورد نیاز برای مهندسان بینایی کامپیوتر شامل موارد زیر است:
- مدرک کارشناسی یا کارشناسی ارشد در رشته‌های علوم کامپیوتر، مهندسی کامپیوتر، هوش مصنوعی و ماشین لرنینگ یا زمینه‌های مرتبط،
- دانش قوی در ریاضیات، علوم داده، آمار و احتمال و جبر خطی،
- آشنایی با زبان‌های برنامه‌نویسی Matlab، Python، و C++،
- تسلط بر الگوریتم‌های کامپیوتر ویژن و یادگیری عمیق،
- توانایی توسعه الگوریتم‌های تحلیل تصاویر،
- تجربه کار با فریمورک‌های یادگیری ماشین مانند Tensorflow، Keras و PyTorch،
- مهارت‌های مدیریت پایگاه داده،
- مهارت‌های تحلیل و آنالیز،
- آشنایی با مهندسی نرم‌افزار،
- مهارت‌های حل مسئله – برای تجزیه مشکلات بزرگ و پیچیده به مشکلات کوچکتر و قابل مدیریت،
- مهارت‌های ارتباطی عالی.
