आप किसी फ़ोटो पर नज़र डालते हैं और तुरंत समझ जाते हैं कि उसमें समुद्र तट पर एक कुत्ता है। कंप्यूटर के लिए वही छवि संख्याओं की एक विशाल ग्रिड से अधिक कुछ नहीं है। कंप्यूटर विज़न AI की वह शाखा है जो मशीनों को उन संख्याओं से अर्थ निकालना सिखाती है, और यह आपके आसपास के उद्योगों को पहले ही बदल रही है।
जब आप किसी फ़ोटोग्राफ़ को देखते हैं, तो आपका मस्तिष्क आकार, रंग और गहराई तुरंत पहचान लेता है। कंप्यूटर के पास ऐसी सहज समझ नहीं होती। इसके बजाय, वह कच्ची संख्याओं के साथ काम करता है।
डिजिटल छवि पिक्सेल की ग्रिड होती है। हर पिक्सेल रंग मान रखता है, आम तौर पर तीन चैनल: लाल, हरा और नीला (RGB)। 1920 × 1080 HD छवि में बीस लाख से अधिक पिक्सेल होते हैं, और हर पिक्सेल में 0 से 255 तक के तीन मान होते हैं। इन्हें मिलाकर एक ही फ़्रेम में लाखों संख्याएँ बन जाती हैं।
रिज़ॉल्यूशन तय करता है कि ग्रिड कितना विवरण पकड़ती है। अधिक रिज़ॉल्यूशन का अर्थ है अधिक पिक्सेल और अधिक समृद्ध विवरण, लेकिन AI को संसाधित करने के लिए कहीं अधिक डेटा भी। 4K छवि में HD की तुलना में चार गुना पिक्सेल होते हैं, यानी चार गुना कम्प्यूटेशनल लागत।
ग्रेस्केल छवियों में केवल एक चैनल (चमक) होता है, जबकि कुछ विशेष प्रारूपों में, जैसे उपग्रह इमेजरी या मेडिकल स्कैन, दर्जनों चैनल हो सकते हैं जो मानव आँख से अदृश्य तरंगदैर्ध्य को पकड़ते हैं।
मानव आँख लगभग 1 करोड़ रंगों में अंतर कर सकती है। मानक 8-बिट RGB छवि 1 करोड़ 67 लाख से अधिक अनोखे रंग संयोजन दिखा सकती है, यानी हम जितना वास्तव में देख सकते हैं उससे भी अधिक।
कंप्यूटर विज़न के शुरुआती प्रयास हाथ से बनाए नियमों पर निर्भर थे: "यहाँ किनारे खोजें, वहाँ इस टेम्पलेट से मिलान करें।" दृश्य बदलते ही ये भंगुर तरीके असफल हो जाते थे। आधुनिक प्रणालियाँ कन्वोल्यूशनल न्यूरल नेटवर्क (CNNs) का उपयोग करती हैं, जो हज़ारों लेबल किए गए उदाहरणों से अपने नियम स्वयं सीखती हैं।
CNN को पैटर्न डिटेक्टरों की असेंबली लाइन की तरह समझें, जहाँ हर परत पिछली परत पर आगे निर्माण करती है:
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इसकी खूबी यह है कि कोई इन फ़िल्टरों को हाथ से प्रोग्राम नहीं करता। नेटवर्क प्रशिक्षण के दौरान इन्हें सीखता है, यादृच्छिक शोर से शुरू होकर धीरे-धीरे उपयोगी डिटेक्टरों में तेज़ होता जाता है।
जब आप किसी मित्र का चेहरा पहचानना सीखते हैं, तो आप हर पिक्सेल याद नहीं करते। आप आँखों के आकार, बालों की शैली और भाव जैसी मुख्य विशेषताएँ पकड़ते हैं। CNN भी काफ़ी हद तक ऐसा ही करते हैं। आपके विचार से CNN सबसे पहले कौन सी विशेषताएँ सीखेगा?
कंप्यूटर विज़न क्रमशः कठिन होते तीन कार्य संभालता है:
| कार्य | यह किस प्रश्न का उत्तर देता है | उदाहरण | |------|-------------------|---------| | छवि वर्गीकरण | इस छवि में क्या है? | "यह एक्स-रे निमोनिया दिखाता है।" | | ऑब्जेक्ट डिटेक्शन | इस छवि में क्या है और कहाँ है? | सड़क के दृश्य में हर पैदल यात्री के चारों ओर बॉक्स बनाना। | | सीमांटिक सेगमेंटेशन | कौन से पिक्सेल किस वस्तु से जुड़े हैं? | सड़क, फुटपाथ, कार और आकाश के हर पिक्सेल को अलग-अलग रंगना। |
सेल्फ-ड्राइविंग कारों को तीनों की एक साथ आवश्यकता होती है: वस्तुओं का वर्गीकरण, उनका सटीक स्थान और पूरे दृश्य को पिक्सेल दर पिक्सेल समझना।
हर कार्य के लिए क्रमशः अधिक कम्प्यूटेशनल शक्ति और प्रशिक्षण डेटा चाहिए। वर्गीकरण 2015 तक काफ़ी हद तक हल हो चुका था। वीडियो पर रियल-टाइम सेगमेंटेशन आज भी सक्रिय शोध का क्षेत्र है।
कौन सा कंप्यूटर विज़न कार्य किसी छवि के हर अलग पिक्सेल को लेबल देता है?
कंप्यूटर विज़न उन उद्योगों में पहले से मौजूद है जहाँ शायद आप उम्मीद न करें:
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कंप्यूटर विज़न शक्तिशाली है, लेकिन यह गंभीर प्रश्न उठाता है जिनसे समाज अभी भी जूझ रहा है:
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