معالجة أبعاد الصورة في الكشف باستخدام الطائرات المسيرة - كتاب الذكاء الإصطناعي - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

الكتاب: كتاب الذكاء الإصطناعي - الصف 12 - الفصل 1 | المادة: الذكاء الإصطناعي | المرحلة: الصف 12 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

الدرس: تعديل أبعاد الصورة للكشف باستخدام الخوارزميات

📚 معلومات الصفحة

الكتاب: كتاب الذكاء الإصطناعي - الصف 12 - الفصل 1 | المادة: الذكاء الإصطناعي | المرحلة: الصف 12 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

نوع المحتوى: درس تعليمي

الفصل: 6

مستوى الصعوبة: متوسط

📝 ملخص الصفحة

يشرح هذا الدرس كيفية معالجة الصور ثلاثية الأبعاد التي تلتقطها كاميرات الطائرات المسيرة قبل استخدامها في عمليات الكشف. تلتقط الكاميرا صورًا بارتفاع 240 بكسل وعرض 400 بكسل مع 3 قنوات ألوان (الأحمر، الأخضر، الأزرق).

يجب تغيير تسلسل أبعاد الصورة من (الطول، العرض، قنوات الألوان) إلى (قنوات الألوان، الطول، العرض) باستخدام الدالة `transpose` مع المعاملات (2,0,1)، حيث يمثل الترتيب الأصلي (0,1,2).

بعد تغيير التسلسل، يتم تعديل أحجام الأبعاد باستخدام الدالة `reshape` لتصبح (3, 240, 400)، مما يضمن توافق الصورة مع الدوال اللاحقة في عملية الكشف.

يتم توضيح هذه العمليات من خلال مخططين: الأول يظهر تغيير تسلسل الأبعاد، والثاني يوضح أبعاد الصورة الأصلية وتقسيمها إلى قنوات ألوان منفصلة.

تهدف هذه المعالجة إلى تحضير الصورة للاستخدام الفعال في خوارزميات الكشف، مع ضمان الدقة في تمثيل البيانات اللونية والمكانية.

📋 المحتوى المنظم

📖 محتوى تعليمي مفصّل

نوع: محتوى تعليمي

بعد التحقق من استرداد الصورة بنجاح، تنتقل الخوارزمية إلى تعديل بعض خصائصها، بحيث تكون الصورة ثلاثية الأبعاد، ولها أبعاد طول وعرض وقنوات ألوان، حيث تلتقط كاميرا الطائرة المسيّرة صورًا بارتفاع 240 بكسل وعرض 400 بكسل، كما أنها تستخدم 3 قنوات ألوان لحفظ معلومات الصورة وهي: الأحمر والأخضر والأزرق. يجب معالجة الصورة أولاً حتى يتم استخدامها في الكشف، ولكي يتم تطبيق الدوال بشكل صحيح في وقت لاحق، لا بد أن تحقق الصورة تركيبًا معينًا. في هذا المثال، يجب أن يتغير تسلسل الأبعاد من (الطول، والعرض، وقنوات الألوان) إلى (قنوات الألوان، والطول، والعرض) باستخدام الدالة ()transpose، حيث تقدم صورة الكاميرا (CameraImg)، والتسلسل الجديد (2,0,1) كمعاملات لهذه الدالة، بافتراض أن الترتيب الأصلي كان (0,1,2). كما يجب تعديل أحجام الأبعاد بعد تغيير التسلسل، حيث تُستخدم الدالة ()reshape بالطريقة نفسها، ولكن أحجام الأبعاد المعنية كالمعامل الثاني منها تكون (400, 240, 3).

نوع: محتوى تعليمي

# reshapes image array to (channels, height, width) format cameraImg = np.transpose(cameraImg, (2, 0, 1)) cameraImg = np.reshape(cameraImg, (3, 240, 400))

شكل 6.17: تغيير تسلسل الأبعاد

نوع: FIGURE_REFERENCE

شكل 6.17: تغيير تسلسل الأبعاد

شكل 6.18: أبعاد الصورة

نوع: FIGURE_REFERENCE

شكل 6.18: أبعاد الصورة

نوع: METADATA

وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 330

🔍 عناصر مرئية

شكل 6.17: تغيير تسلسل الأبعاد

A diagram illustrating the reordering of image array dimensions. It shows three initial dimension blocks labeled 'الطول 240' (Length 240) with index 0, 'العرض 400' (Width 400) with index 1, and 'قنوات الألوان 3' (Color Channels 3) with index 2. Arrows show these mapping to new positions: 'قنوات الألوان 3' (new index 2), 'الطول 240' (new index 0), and 'العرض 400' (new index 1). This visually represents the `transpose` operation from an original dimension order of (0, 1, 2) to a new order of (2, 0, 1).

شكل 6.18: أبعاد الصورة

A diagram showing an original color image of a tiger with its dimensions explicitly labeled as 'الطول 240' (Length 240) and 'العرض 400' (Width 400). This image is then conceptually broken down into 3 color channels ('قنوات الألوان 3'), representing an RGB matrix. Three separate 2D planes (matrices) are shown, each corresponding to a color channel (blue, green, red), with the tiger's image rendered in that specific color. Each channel also has dimensions 240x400.

📄 النص الكامل للصفحة

بعد التحقق من استرداد الصورة بنجاح، تنتقل الخوارزمية إلى تعديل بعض خصائصها، بحيث تكون الصورة ثلاثية الأبعاد، ولها أبعاد طول وعرض وقنوات ألوان، حيث تلتقط كاميرا الطائرة المسيّرة صورًا بارتفاع 240 بكسل وعرض 400 بكسل، كما أنها تستخدم 3 قنوات ألوان لحفظ معلومات الصورة وهي: الأحمر والأخضر والأزرق. يجب معالجة الصورة أولاً حتى يتم استخدامها في الكشف، ولكي يتم تطبيق الدوال بشكل صحيح في وقت لاحق، لا بد أن تحقق الصورة تركيبًا معينًا. في هذا المثال، يجب أن يتغير تسلسل الأبعاد من (الطول، والعرض، وقنوات الألوان) إلى (قنوات الألوان، والطول، والعرض) باستخدام الدالة ()transpose، حيث تقدم صورة الكاميرا (CameraImg)، والتسلسل الجديد (2,0,1) كمعاملات لهذه الدالة، بافتراض أن الترتيب الأصلي كان (0,1,2). كما يجب تعديل أحجام الأبعاد بعد تغيير التسلسل، حيث تُستخدم الدالة ()reshape بالطريقة نفسها، ولكن أحجام الأبعاد المعنية كالمعامل الثاني منها تكون (400, 240, 3). # reshapes image array to (channels, height, width) format cameraImg = np.transpose(cameraImg, (2, 0, 1)) cameraImg = np.reshape(cameraImg, (3, 240, 400)) --- SECTION: شكل 6.17: تغيير تسلسل الأبعاد --- شكل 6.17: تغيير تسلسل الأبعاد --- SECTION: شكل 6.18: أبعاد الصورة --- شكل 6.18: أبعاد الصورة وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 330 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: شكل 6.17: تغيير تسلسل الأبعاد Description: A diagram illustrating the reordering of image array dimensions. It shows three initial dimension blocks labeled 'الطول 240' (Length 240) with index 0, 'العرض 400' (Width 400) with index 1, and 'قنوات الألوان 3' (Color Channels 3) with index 2. Arrows show these mapping to new positions: 'قنوات الألوان 3' (new index 2), 'الطول 240' (new index 0), and 'العرض 400' (new index 1). This visually represents the `transpose` operation from an original dimension order of (0, 1, 2) to a new order of (2, 0, 1). Data: The diagram shows a transformation of three input dimensions (Length, Width, Channels) with their original indices (0, 1, 2) to a new arrangement where the channels dimension is first, followed by length, then width, corresponding to new indices (2, 0, 1). Key Values: الطول 240, العرض 400, قنوات الألوان 3, Original Index 0, Original Index 1, Original Index 2, New Index 0, New Index 1, New Index 2 Context: This diagram visually explains how the `transpose` function reorders the axes of a multi-dimensional array, specifically for image dimensions, changing the data representation from (height, width, channels) to (channels, height, width). **DIAGRAM**: شكل 6.18: أبعاد الصورة Description: A diagram showing an original color image of a tiger with its dimensions explicitly labeled as 'الطول 240' (Length 240) and 'العرض 400' (Width 400). This image is then conceptually broken down into 3 color channels ('قنوات الألوان 3'), representing an RGB matrix. Three separate 2D planes (matrices) are shown, each corresponding to a color channel (blue, green, red), with the tiger's image rendered in that specific color. Each channel also has dimensions 240x400. Data: The diagram illustrates an image with a height of 240 units and a width of 400 units. It shows how this single color image is composed of three distinct color channels (Red, Green, Blue), each channel being a 2D array of the same height and width (240x400). Key Values: صورة ملونة أصلية, الطول 240, العرض 400, قنوات الألوان 3, مصفوفة RGB Context: This diagram illustrates the fundamental concept of image dimensions (height, width) and how a color image is represented digitally as a multi-dimensional array, typically composed of separate color channels (e.g., Red, Green, Blue).

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 4 بطاقة لهذه الصفحة

ما هي الأبعاد الأصلية للصورة الملتقطة بواسطة كاميرا الطائرة المسيرة، وكيف يتم تمثيل قنوات الألوان فيها؟

الإجابة: تلتقط كاميرا الطائرة المسيرة صورًا بارتفاع 240 بكسل وعرض 400 بكسل، وتستخدم 3 قنوات ألوان لحفظ المعلومات: الأحمر والأخضر والأزرق.

الشرح: توضح الإجابة أن الصورة الرقمية لها أبعاد مكانية (الارتفاع والعرض) وتمثيل لوني يعتمد على عدد قنوات الألوان التي تخزن معلومات كل لون على حدة.

تلميح: فكر في وحدات القياس التي تستخدم لوصف حجم الصورة، وما هي الألوان الأساسية التي تشكل الصورة الرقمية.

لتحضير الصورة للاستخدام في الكشف، ما هو التغيير الذي يحدث لتسلسل أبعاد الصورة باستخدام الدالة `transpose`؟

الإجابة: يجب تغيير تسلسل الأبعاد من (الطول، والعرض، وقنوات الألوان) إلى (قنوات الألوان، والطول، والعرض).

الشرح: الدالة `transpose` تُستخدم لإعادة ترتيب محاور (أبعاد) مصفوفة البيانات. في سياق معالجة الصور، غالباً ما تكون الأبعاد الأصلية (ارتفاع، عرض، قنوات)، ويتم تغييرها إلى (قنوات، ارتفاع، عرض) لتتوافق مع متطلبات نماذج التعلم الآلي.

تلميح: تذكر أن `transpose` تقوم بإعادة ترتيب الأبعاد، فكر في الترتيب الجديد الذي يضع قنوات الألوان في البداية.

عند استخدام الدالة `transpose` لتغيير تسلسل أبعاد الصورة من (0, 1, 2) إلى (2, 0, 1)، ما هي الأبعاد التي تمثلها الأرقام 2، 0، و 1 على التوالي؟

الإجابة: الرقم 2 يمثل قنوات الألوان، الرقم 0 يمثل الطول (الارتفاع)، والرقم 1 يمثل العرض.

الشرح: يشير الفهرس 2 إلى البعد الثالث الذي أصبح الأول (قنوات الألوان)، والفهرس 0 يشير إلى البعد الأول الذي أصبح الثاني (الطول/الارتفاع)، والفهرس 1 يشير إلى البعد الثاني الذي أصبح الثالث (العرض).

تلميح: راجع ترتيب الأبعاد الجديد: (قنوات الألوان، الطول، العرض) وقارنه بفهرس الأبعاد (2, 0, 1).

بعد تغيير تسلسل الأبعاد باستخدام `transpose`، ما هي الأبعاد الجديدة التي يتم تعديلها باستخدام الدالة `reshape`، وما هي القيم المعطاة لهذه الأبعاد؟

الإجابة: يتم تعديل أحجام الأبعاد لتكون (3, 240, 400)، حيث 3 تمثل عدد قنوات الألوان، 240 تمثل الطول (الارتفاع)، و 400 تمثل العرض.

الشرح: الدالة `reshape` تعيد تشكيل المصفوفة إلى أبعاد محددة. بعد تغيير التسلسل، يتم التأكد من أن الأبعاد الجديدة (قنوات، ارتفاع، عرض) تتطابق مع القيم الفعلية (3، 240، 400) لتمثيل الصورة بشكل صحيح.

تلميح: فكر في الشكل النهائي المطلوب للصورة بعد إعادة تشكيلها، والذي يتوافق مع أبعاد الصورة الأصلية ولكن بترتيب مختلف.