خوارزمية مبتكرة تحول الصور العادية إلى لوحات فنية!

في مجال الفنون الجميلة، خصوصًا الفنون التشكيلية، أبدع البشرُ بامتياز في إنتاج لوحاتٍ فنية فريدة من خلال المزج بين المحتوى والأسلوب المتَّبع في الرسم وفقَ عمليةٍ دماغية معقدة لدرجة لم يتمكن فيها العلماء حتى اللحظة من تحديد القواعد أو الخوارزميات التي تحكم هذه الآلية بدقة.

إلا أنه ضمن ميدان الرؤية الحاسوبية وما تتضمنه من فروع كالتعرف على الوجوه والتعرف على الأشياء، فقد استطاع باحثون من جامعة « توبنغن» الألمانية إعادةَ محاكاة هذه العملية على الحاسوب بنجاح باستعمال فئة من نماذج بصرية حوسبية مستوحاة من العمليات البيولوجية في الطبيعة تسمى «الشبكات العصبونية العميقة». حيث تم استعمالُ نظام ذكاء صناعي يعتمد على هذه الشبكات لإنشاء إبداعاتٍ فنية عالية الدقة. يقوم النظام بالفصل ثم إعادة الدمج بين محتوى مجموعة من الصور العشوائية من جهة وأسلوب الرسم المُتَّبع من جهة أخرى للحصول على خوارزمية عصبونية لتشكيل الصورة المطلوبة.

تحدث العملية كالآتي: يأخذ الباحثون الصورة المراد تحويلها إلى رسم فني؛ وهي صورة مباني متراصة (الصورة 01)، وصورة إحدى اللوحات الفنية الشهيرة، ثم يستعينون بما يعرف بالـ«الشبكات العصونية الالتفافية»، حيث يُطبَّق الأسلوب المتبع في رسم اللوحة على الصورة الأساسية والنتيجة كما تظهر في (الصورة 02) هي لوحة فنية جديدة بالأسلوب الفني الأصلي نفسه.

الصورة 01: الصورة الأصلية المستخدمة من طرف الباحثين والتي سيتم تحويلها إلى لوحة فنية.

الصورة 02: لوحة «فان غوخ» الشهيرة «ليلة مليئة بالنجوم»، وبجانبها صورة المباني المتراصة مرسومة بالأسلوب نفسه بالاعتماد على الخوارزمية الجديدة.

تعدُّ الشبكات العصبونية الالتفافية من أكثر فئات الشبكات العصبونية العميقة استعمالًا في تطبيقات معالجة الصور. تتألف هذه الشبكات من طبقات من وحدات حوسبية صغيرة أمامية التغذية متوضعة بشكل شجري والتي تقوم بمعالجة البيانات البصرية (الصورة 03). يمكن اعتبار كل طبقة من هذه الوحدات كمجموعة من الفلترات؛ إذ يقومُ كل فلتر باستخراج بعض الخصائص من الصورة المدخلة. بهذا تكون نتيجة طبقة معينة متمثلة فيما يعرف بـ«خريطة الخصائص» التي هي عبارة عن نسخ من فلترات متنوعة للصورة نفسها.

الصورة 03: الشبكات العصبونية الالتفافية.

يكمن مبدأ الفكرة في أن تمثيل بيانات محتوى الصورة من جهة وأسلوبِ رسمها من جهة أخرى في الشبكات العصبونية الالتفافية منفصل، مما يسهلُ تعديلَ كل منهما على حِدى بما يسمح بالحصول على نتائج جيدة. وفيما يلي نسخ أخرى للصورة نفسها بأساليب رسامين مشهورين:

العارية الجالسة لـ«بابلو بيكاسو»، 1910

تشكيل رقم 8 لـ«فاسيلي كاندينسكي»، 1913

حطام سفينة لـ«ويليام تيرنر»، 1805

في الوقت الراهن لا يمكننا القول أنه قد أصبح للآلة أسلوبها الخاص بها، لكن في ظل التشابه الكبير بين ما يمكن للشبكات العصبونية الصناعية عمله والرؤية البشرية، فقد حققنا خطوة مهمة في طريق فهم آلية انتاج وتمييز الأعمال الفنية لدى البشر.

المصادر:

[01] هنا

[02] هنا

[03]

هنا

[04]

هنا