پردازش تصویر (Image Processing) شاخه‌ای از علوم رایانه و مهندسی است که با تحلیل، بهبود، تغییر، فشرده‌سازی و استخراج اطلاعات از تصاویر دیجیتال سروکار دارد. این فناوری به رایانه‌ها امکان می‌دهد که همانند چشم انسان، تصاویر را ببینند و حتی بهتر از انسان آن‌ها را بررسی و تفسیر کنند.
در ادامه به‌طور جامع به معرفی پردازش تصویر و کاربردهای گسترده آن در رایانه می‌پردازیم:
پردازش تصویر به مجموعه‌ای از عملیات اطلاق می‌شود که روی تصویر دیجیتال انجام می‌گیرد تا کیفیت آن بهبود یابد، اطلاعاتی از آن استخراج شود، یا برای کار خاصی آماده‌سازی گردد. این عملیات معمولاً شامل مراحل زیر است:
پیش‌پردازش: حذف نویز، افزایش وضوح، اصلاح نور و کنتراست
تقسیم‌بندی تصویر: جدا کردن نواحی خاص (مثلاً چهره یا اشیاء خاص)
تشخیص ویژگی‌ها: استخراج لبه‌ها، گوشه‌ها، بافت‌ها یا اشکال
تفسیر تصویر: درک محتوای تصویر مانند تشخیص اشیاء یا متن
پردازش تصویر، پایه‌ای‌ترین بخش بینایی ماشین است. در سیستم‌هایی مانند خودروهای خودران، ربات‌های هوشمند، یا پهپادها، دوربین‌ها اطلاعات بصری را می‌گیرند و رایانه با استفاده از الگوریتم‌های پردازش تصویر آن‌ها را تفسیر می‌کند.
سامانه‌های امنیتی مانند قفل‌های چهره، حضور و غیاب با اثر انگشت یا تشخیص عنبیه، همگی از پردازش تصویر برای تحلیل الگوهای بیومتریک استفاده می‌کنند.
در اسکن‌های پزشکی مثل MRI، CT Scan یا X-ray، پردازش تصویر به پزشکان کمک می‌کند تا ناهنجاری‌ها، تومورها یا شکستگی‌ها را دقیق‌تر تشخیص دهند.
در برنامه‌هایی مانند Photoshop یا Lightroom، ابزارهای روتوش، فیلترگذاری، تنظیم نور، تشخیص چهره، حذف زمینه و افزایش کیفیت، همگی مبتنی بر تکنیک‌های پردازش تصویر هستند.
نرم‌افزارهایی که متن موجود در اسناد اسکن‌شده یا عکس‌ها را تشخیص داده و به متن دیجیتال قابل ویرایش تبدیل می‌کنند، از الگوریتم‌های پردازش تصویر استفاده می‌کنند.
در خط تولید کارخانه‌ها، دوربین‌هایی با الگوریتم‌های پردازش تصویر وظیفه‌ی شناسایی نقص در محصولات، اندازه‌گیری دقیق قطعات یا شمارش را بر عهده دارند.
در دوربین‌های مداربسته، تشخیص حرکت، تشخیص چهره افراد مشکوک، ثبت پلاک خودرو و پیگیری آن‌ها از جمله کاربردهای پردازش تصویر است.
پردازش تصویر در کنار یادگیری عمیق (Deep Learning)، امکان آموزش مدل‌هایی را فراهم کرده که می‌توانند اشیاء، صحنه‌ها، احساسات چهره و فعالیت‌های انسانی را در تصاویر و ویدئوها شناسایی کنند.
برخی از مهم‌ترین ابزارها و کتابخانه‌های پردازش تصویر عبارت‌اند از:
OpenCV (پایتون/سی‌پلاس‌پلاس)
MATLAB (بسیار پرکاربرد در آموزش و تحقیق)
TensorFlow و PyTorch (برای پردازش تصویر با یادگیری عمیق)
Scikit-image (پایتون)
ImageJ (ابزار اپن‌سورس زیستی-پزشکی)
پردازش تصویر یکی از ستون‌های اصلی تعامل رایانه با دنیای بصری است. با کمک آن، رایانه‌ها قادرند نه‌تنها تصاویر را نمایش دهند، بلکه معنا و ساختار آن‌ها را درک کنند. این فناوری نقش بسیار مهمی در حوزه‌های پزشکی، صنعتی، امنیتی، هوش مصنوعی، خودروهای خودران، و حتی زندگی روزمره ما ایفا می‌کند. توسعه روزافزون الگوریتم‌های یادگیری ماشین، آینده‌ای هوشمندتر و دقیق‌تر را برای پردازش تصویر رقم خواهد زد.
