Что такое компьютерное зрение?

Компьютерное зрение находится на стыке искусственного интеллекта (ИИ), машинного обучения и компьютерной графики, производя революцию в том, как машины воспринимают визуальный мир и взаимодействуют с ним. Компьютерное зрение — это область искусственного интеллекта, которая обучает машины интерпретировать, понимать и воспроизводить визуальный мир человека.

Благодаря объединению моделей глубокого обучения и методов обработки изображений компьютерное зрение позволяет компьютерам копировать зрительную систему человека. С появлением искусственного интеллекта компьютерное зрение выходит за рамки распознавания изображений и включает в себя такие процессы, как обнаружение объектов, распознавание образов и визуальный поиск.

Собирая и анализируя информацию из цифровых изображений и видео, ИИ помогает компьютерам определять атрибуты, точно идентифицировать объекты и точно их классифицировать.

Эта обширная обработка дает машинам возможность воспринимать разнообразный визуальный контент и разумно реагировать на то, что они «видят».

По мере развития технологий компьютерное зрение обещает изменить отрасли, от здравоохранения до автономных транспортных средств, открыть новые горизонты в инновациях, основанных на искусственном интеллекте, и иметь потенциал для создания интересных вариантов использования в тандеме с другими новыми технологиями, такими как блокчейн и метавселенная.

Метавселенная — это захватывающий цифровой мир. Концепция метавселенной, оцифрованного слоя жизни в существующем физическом мире, была впервые предложена Нилом Стивенсоном в его романе 1992 года «Снежный крах». Однако в течение десятилетий после этого технология, способная превратить метавселенную для применения в реальной жизни, оставалась до конца не изученной.

Технологии, на которых основана метавселенная, включая дополненную реальность (AR) и виртуальную реальность (VR), компьютерное зрение и персональные устройства, сегодня развиваются быстрее, чем когда-либо прежде, открывая двери для доступности метавселенной. Визуальная информация и компьютерное зрение играют важную роль в обработке, анализе и понимании визуальных эффектов в виде цифровых изображений или видео для принятия осмысленных решений и действий.

В метавселенной алгоритмы компьютерного зрения имеют решающее значение для создания иммерсивных виртуальных сред и обеспечения взаимодействия внутри них. Эти алгоритмы облегчают отслеживание движений, выражений и жестов пользователя в режиме реального времени, обеспечивая более естественное взаимодействие в виртуальных пространствах. Компьютерное зрение в приложениях расширенной реальности (XR) помогает воссоздать среду пользователя в 3D .

Кроме того, компьютерное зрение играет важную роль в распознавании объектов и понимании обстановки, что улучшает восприятие метавселенной, обеспечивая понимание контекста и пространственную ориентацию, позволяя виртуальным объектам и персонажам разумно реагировать на свое окружение.

Поскольку метавселенная продолжает развиваться, компьютерное зрение поможет создать более реалистичные и интерактивные виртуальные миры, открывая новые возможности для социальных, игровых, образовательных и бизнес-приложений.

Компьютерное зрение опирается на методы распознавания образов, обширные пулы данных, глубокое обучение, искусственный интеллект, машинное обучение и сенсорные устройства для повышения точности и скорости. Алгоритмы компьютерного зрения обучаются на огромных объемах визуальных данных или изображений, доступных в облаке.

Глубокое обучение позволяет компьютерам самообучаться, используя эти данные для распознавания общих закономерностей, и эти закономерности помогают определять содержимое других изображений. Поэтому алгоритмам компьютерного зрения необходим доступ к библиотеке известных шаблонов для сравнения, и их часто обучают, сначала вводя тысячи помеченных или заранее идентифицированных изображений.

Изображение идентифицируется на следующих этапах с использованием компьютерного зрения:

Шаг 1: Получение изображения

Он включает в себя сбор данных с помощью камер или инструментов медицинской визуализации, в различных форматах, включая фотографии и видео.

Шаг 2: Интерпретация изображения

Устройство интерпретации анализирует изображения, используя распознавание образов, чтобы сопоставить контент с известными образами, будь то общие формы или конкретные идентификаторы.

Шаг 3. Определение характеристик

Это включает в себя определение ключевых элементов, таких как линии и формы, а также сегментирование компонентов с важной информацией для дальнейшего анализа.

Шаг 4. Распознавание образов

Функции, извлеченные на предыдущем этапе, интерпретируются и обрабатываются с помощью сложных алгоритмов машинного обучения. Эти алгоритмы позволяют компьютеру классифицировать объекты, распознавать лица, отслеживать движения и выполнять другие сложные задачи.

Эти шаги обычно автоматизированы, при этом анализ визуальных данных влияет на различные отрасли и сферы применения.

В метавселенной компьютерное зрение создает трехмерную среду пользователя, отслеживает направление и местоположение пользователя и представляет пользователей в виде аватаров. Аватар должен иметь возможность двигаться плавно и интероперабельно.

Способность компьютерного зрения обрабатывать изображения важна для плавной связи между метавселенной и физической средой, обеспечивая высококачественное трехмерное отображение виртуального мира даже в неблагоприятных визуальных условиях, таких как дымка, низкая, высокая освещенность или дождливая погода.

Вот несколько способов, с помощью которых компьютерное зрение способствует созданию иммерсионной метавселенной и объектов:

Распознавание аватаров и жестов

Системы компьютерного зрения могут отслеживать выражение лица, движения тела и жесты пользователя в режиме реального времени, позволяя им управлять и анимировать свои аватары в метавселенной. Это улучшает социальное взаимодействие за счет передачи невербальных сигналов, делая виртуальные разговоры более реалистичными.

Пространственное воображение

Компьютерное зрение позволяет платформам метавселенной понимать физическое пространство вокруг пользователей. Подобное помогает адаптировать виртуальные элементы к реальному миру, обеспечивая плавную интеграцию цифровых объектов и информации в физическую среду пользователя. Пользователи могут взаимодействовать с виртуальными объектами так, как если бы они присутствовали физически.

Понимание сцены

Алгоритмы компьютерного зрения могут анализировать окружающую среду, определяя поверхности, препятствия и условия освещения. Эту информацию можно использовать для более реалистичной визуализации виртуальных объектов, корректируя их внешний вид и поведение в соответствии с контекстом реального мира.

Безопасность и модерация

Компьютерное зрение можно использовать в целях безопасности и модерации, выявляя и уменьшая нежелательный или вредный контент, а также обеспечивая более безопасный и приятный опыт метавселенной.

Реалистичные неигровые персонажи (NPC)

Компьютерное зрение можно использовать, чтобы сделать неигровых персонажей более чувствительными к действиям и эмоциям пользователя. NPC могут распознавать выражения и жесты пользователя и реагировать на них, усиливая общее погружение в виртуальные миры.

Компьютерное зрение в контексте метавселенной обладает огромным потенциалом в различных отраслях:

Игры

Компьютерное зрение обеспечивает более захватывающий игровой процесс, отслеживая движения игрока, мимику и жесты и переводя их в игровые действия. Это повышает реализм и интерактивность виртуальных миров, делая игры увлекательными. Распознавание объектов и понимание сцен в игре обогащают игровой процесс, вводя элементы, интеллектуально взаимодействующие с игроком.

Социальные сети

Компьютерное зрение играет ключевую роль в метавселенной, улучшая взаимодействие с пользователем и создание контента. Это позволяет создавать реалистичные аватары, которые отражают выражения и движения пользователей, делая виртуальное взаимодействие более аутентичным. Кроме того, компьютерное зрение играет ключевую роль в модерации контента, удаляя вредоносные изображения и видео и обеспечивая безопасную и уважительную онлайн-среду.

Путешествия

Иммерсионный виртуальный туризм позволяет пользователям исследовать туристические направления и исторические достопримечательности с насыщенными сенсорными впечатлениями, одновременно повышая доступность для людей с ограниченными возможностями.

Образование

Компьютерное зрение и метавселенная решают проблемы в сфере образования, создавая модули, которые улучшают смешанное обучение, изучение языков, образование, основанное на компетенциях, и инклюзивное образование.

Например, студенты могут совершить поездку по различным геополитическим регионам метавселенной, чтобы понять характеристики и обстановку этих мест. Позже учащиеся смогут спроектировать это место в соответствии со своими предпочтениями, создав аватары с учетом культуры предпочитаемого ими региона.

Здравоохранение

Компьютерное зрение в сочетании с такими технологиями, как биометрия и ведение учета с использованием блокчейна, произвели революцию в уходе за пациентами и медицинском образовании. Моделирование виртуальной реальности в метавселенной может предложить стажерам-хирургам реалистичную подготовку к сложным медицинским процедурам, улучшая их навыки, прежде чем они начнут общаться с реальными пациентами.

Электронная коммерция

Электронная коммерция, основанная на метавселенной  меняет формат розничной торговли, а виртуальные магазины становятся все более популярными. Бренды формата Nike и Gucci, сотрудничают с Roblox, чтобы предлагать возможности цифровых покупок, иногда даже превосходящие по привлекательности физические продукты. Кроме того, патенты, поданные компаниями формата Walmart, указывают на интеграцию криптовалюты, невзаимозаменяемых токенов и виртуальных товаров в опыт покупок в метавселенной.

Компьютерное зрение представляет собой ряд серьезных проблем, которые охватывают как технические, так и этические аспекты. На этическом фронте проблемы конфиденциальности приобретают серьезный характер, особенно в контексте наблюдения с помощью видеонаблюдения. Спорное использование технологий распознавания и обнаружения лиц привело к полному запрету в некоторых регионах из-за проблем конфиденциальности.

Компьютерное зрение, попавшее в чужие руки, может быть использовано для создания фейкового контента, включая изображения, видео или текст, что может иметь далеко идущие последствия — от распространения дезинформации до ущерба репутации.

Алгоритмы компьютерного зрения могут наследовать предвзятости, присутствующие в обучающих данных, что приводит к предвзятым или несправедливым результатам. Обеспечение справедливости, разнообразия и инклюзивности во взаимодействиях метавселенной является важнейшей задачей, поскольку предвзятые алгоритмы могут увековечить дискриминацию и неравенство.

Достижение высокого уровня реализма и погружения в метавселенную — техническая задача. Любые неточности или задержки в движениях и жестах пользователя могут разрушить иллюзию присутствия и погружения.

Решая указанные проблемы и политики должны найти баланс между использованием потенциала компьютерного зрения для положительных применений и защитой от его непредвиденных последствий и этических ошибок.