Cách thức hoạt động của Thị giác máy tính

[adtechvn]

Trong thế giới công nghệ hiện đại, nếu AI được ví như "bộ não" thì Thị giác máy tính (Computer Vision) chính là "đôi mắt". Công nghệ này đang hiện diện ở khắp mọi nơi: từ tính năng mở khóa khuôn mặt trên smartphone đến những chiếc xe tự lái trên đường phố. Vậy cụ thể thị giác máy tính là gì và nó hoạt động như thế nào? Hãy cùng khám phá chi tiết trong *** viết dưới đây.

1. Thị giác máy tính là gì?​

Thị giác máy tính (Computer Vision - CV) là một lĩnh vực của trí tuệ nhân tạo (AI) cho phép máy tính và các hệ thống thu nhận, xử lý, phân tích và hiểu các thông tin hình ảnh từ thế giới thực.

Nói cách khác, mục tiêu của CV là dạy cho máy tính cách "nhìn" và hiểu các hình ảnh, video giống như cách con người làm, thậm chí là vượt xa khả năng của con người về tốc độ và độ chính xác trong một số tác vụ cụ thể.

Sự khác biệt giữa Thị giác con người và Thị giác máy tính​

• Con người: Chúng ta nhìn một vật thể và ngay lập tức nhận diện đó là "con mèo" dựa trên kinh nghiệm và bản năng.
• Máy tính: Nó nhìn thấy một ma trận các con số (giá trị pixel). Thị giác máy tính biến những con số vô hồn đó thành các thông tin có ý nghĩa như hình dạng, màu sắc và bối cảnh.

2. Cách thức hoạt động của Thị giác máy tính​

Để một cỗ máy có thể hiểu được hình ảnh, nó phải trải qua một quy trình phức tạp dựa trên các thuật toán học máy (Machine Learning) và đặc biệt là Deep Learning (Học sâu).

Bước 1: Thu nhận hình ảnh (Image Acquisition)​

Dữ liệu đầu vào có thể là ảnh tĩnh, video trực tiếp hoặc dữ liệu từ các cảm biến nhiệt, hồng ngoại.

Bước 2: Tiền xử lý (Pre-processing)​

Máy tính sẽ làm sạch hình ảnh để tăng cường chất lượng, ví dụ như khử nhiễu, điều chỉnh độ sáng hoặc cắt bỏ những phần không cần thiết.

Bước 3: Trích xuất đặc trưng (Feature Extraction)​

Các thuật toán sẽ tìm kiếm các đường nét, góc cạnh, màu sắc hoặc các cấu trúc lặp lại để xác định các thành phần của vật thể.

Bước 4: Nhận diện và Phân loại (Recognition & Classification)​

Dựa trên các đặc trưng đã trích xuất, máy tính sẽ đối chiếu với cơ sở dữ liệu khổng lồ để đưa ra kết luận: "Đây là biển báo dừng" hoặc "Đây là khuôn mặt của chủ nhân điện thoại".

3. Các *** toán chính trong Thị giác máy tính​

Để hiểu sâu hơn về CV, chúng ta cần biết các tác vụ cụ thể mà nó thực hiện:

1. Phân loại hình ảnh (Image Classification): Xác định chủ thể chính trong ảnh thuộc nhóm nào (Ví dụ: Chó, mèo, xe cộ).
2. Phát hiện vật thể (Object Detection): Không chỉ biết đó là cái gì mà còn xác định vị trí của nó bằng các khung bao (Bounding box).
3. Phân đoạn hình ảnh (Image Segmentation): Chia nhỏ hình ảnh đến từng pixel để xác định chính xác hình dáng của vật thể (rất quan trọng trong y tế và xe tự lái).
4. Nhận dạng khuôn mặt (Face Recognition): Xác định danh tính của một người dựa trên các đặc điểm sinh trắc học trên khuôn mặt.

4. Ứng dụng thực tế: Thị giác máy tính đang ở đâu?​

Thị giác máy tính không còn là khoa học viễn tưởng. Nó đang len lỏi vào mọi ngành nghề:

4.1. Ngành y tế: "Trợ lý" đắc lực cho bác sĩ​

CV có khả năng phân tích các ảnh chụp X-quang, MRI, CT với độ chính xác cực cao. Nó giúp phát hiện các khối u ác tính hoặc các dấu hiệu bệnh lý sớm mà mắt thường có thể bỏ sót.

4.2. Giao thông vận tải: Xe tự lái​

Các dòng xe của Tesla hay Waymo sử dụng hàng loạt camera xung quanh để quan sát vạch kẻ đường, biển báo, người đi bộ và các phương tiện khác nhằm đưa ra quyết định lái xe an toàn trong tích tắc.

4.3. An ninh và Bảo mật​

Hệ thống camera giám sát thông minh có thể nhận diện tội phạm trong đám đông, cảnh báo xâm nhập trái phép hoặc đơn giản là chấm công nhân viên bằng khuôn mặt.

4.4. Thương mại điện tử và Bán lẻ​

Bạn đã từng dùng tính năng "Tìm kiếm bằng hình ảnh" trên Shopee hay Amazon chưa? Đó chính là CV. Tại các cửa hàng không người bán (như Amazon Go), hệ thống camera sẽ theo dõi món hàng bạn lấy và tự động thanh toán.

4.5. Sản xuất công nghiệp​

Trong các nhà máy thông minh, robot trang bị CV có thể kiểm tra lỗi sản phẩm trên dây chuyền với tốc độ hàng nghìn sản phẩm mỗi phút, đảm bảo chất lượng đầu ra đồng nhất.

5. Những thách thức hiện tại của Thị giác máy tính​

Mặc dù phát triển thần tốc, CV vẫn đối mặt với một số rào cào:

• Dữ liệu khổng lồ: Để "dạy" máy tính, cần hàng triệu hình ảnh được gắn nhãn chính xác.
• Góc nhìn và ánh sáng: Một vật thể khi thay đổi góc độ hoặc bị che khuất một phần vẫn là thử thách lớn với thuật toán.
• Quyền riêng tư: Việc nhận diện khuôn mặt ở nơi công cộng dấy lên những lo ngại về xâm phạm đời tư và bảo mật dữ liệu cá nhân.

7. Kết luận​

Thị giác máy tính là chìa khóa mở ra cánh cửa tương lai, nơi máy móc không chỉ làm việc theo lập trình mà còn có khả năng quan sát và phản ứng với môi trường xung quanh. Đối với doanh nghiệp, việc ứng dụng CV không chỉ là xu hướng mà là yếu tố sống còn để tối ưu hóa quy trình và nâng cao trải nghiệm khách hàng.
Tìm hiểu thêm tại: https://aiotvn.com/thi-giac-may-tinh-la-gi/