نظرة عامة على مشروع MediaPipe

ملخص المشروع

MediaPipe هو إطار عمل مفتوح المصدر للتعلم الآلي عبر الأنظمة الأساسية تم تطويره بواسطة Google، وهو مصمم خصيصًا للمعالجة في الوقت الفعلي ومعالجة البث المباشر. يوفر مجموعة كاملة من الأدوات والمكتبات التي تمكن المطورين من نشر وتخصيص حلول التعلم الآلي بسهولة على مجموعة متنوعة من الأنظمة الأساسية.

عنوان المشروع: https://github.com/google-ai-edge/mediapipe

الميزات الأساسية

1. دعم عبر الأنظمة الأساسية

• الهاتف المحمول: Android و iOS
• الويب: تطبيقات المتصفح
• سطح المكتب: Windows و macOS و Linux
• الأجهزة الطرفية: أجهزة إنترنت الأشياء والأنظمة المدمجة

2. حلول تعلم آلي جاهزة للاستخدام

يوفر MediaPipe مجموعة متنوعة من نماذج التعلم الآلي المدربة مسبقًا، بما في ذلك:

• اكتشاف الوجه والشبكة: اكتشاف النقاط الرئيسية للوجه في الوقت الفعلي
• التعرف على الإيماءات: تتبع النقاط الرئيسية لليد وتصنيف الإيماءات
• تقدير الوضعية: اكتشاف وتتبع وضعية الجسم بالكامل
• اكتشاف الكائنات: التعرف على الكائنات وتحديد موقعها في الوقت الفعلي
• تقسيم الصور: فصل الخلفية واستبدالها
• معالجة الصوت: التعرف على الكلام وتصنيف الصوت
• معالجة النصوص: تصنيف النصوص والكشف عن اللغة

3. تحسين الأداء العالي

• مُحسَّن للأجهزة المحمولة والحوسبة الطرفية
• دعم تسريع الأجهزة (GPU، NPU)
• تصميم خفيف الوزن، مناسب للأجهزة التي تعمل بالبطارية
• قدرة المعالجة في الوقت الفعلي

البنية التقنية

MediaPipe Solutions

واجهات برمجة تطبيقات (APIs) حديثة وعالية المستوى، توفر:

• MediaPipe Tasks: واجهات برمجة تطبيقات ومكتبات عبر الأنظمة الأساسية
• نماذج مدربة مسبقًا: نماذج تعلم آلي جاهزة للاستخدام
• Model Maker: لتدريب النماذج المخصصة
• MediaPipe Studio: أداة تقييم مرئية من جانب المتصفح

MediaPipe Framework

مكونات الإطار الأساسي، لبناء مسارات تعلم آلي مخصصة:

• بنية معالجة قائمة على الرسم البياني
• إدارة فعالة لتدفق البيانات
• تصميم معياري
• نواة C++، روابط متعددة اللغات

سيناريوهات التطبيق الرئيسية

1. الواقع المعزز (AR)

• فلاتر وتأثيرات الوجه
• تجربة المكياج الافتراضية
• تتبع الكائنات ثلاثية الأبعاد

2. الصحة واللياقة البدنية

• تحليل وضعية الحركة
• مراقبة التدريب التأهيلي
• التعرف على حركات اللياقة البدنية

3. الأمن الذكي

• نظام التحكم في الوصول عن طريق التعرف على الوجه
• الكشف عن السلوك غير الطبيعي
• إحصاء عدد الأشخاص

4. إنشاء المحتوى

• تحرير الفيديو التلقائي
• استبدال الخلفية
• تجميل في الوقت الفعلي

5. التكنولوجيا المساعدة

• التعرف على لغة الإشارة
• تتبع حركة العين
• تفاعل بدون عوائق

منصات التطوير ودعم اللغة

لغات البرمجة المدعومة

• Python: دعم كامل لواجهة برمجة التطبيقات (API)
• JavaScript/TypeScript: تطوير الويب
• Java/Kotlin: تطوير Android
• Swift/Objective-C: تطوير iOS
• C++: التطوير الأساسي والتوسيع المخصص

بيئة التطوير

• Android Studio: تطوير تطبيقات Android
• Xcode: تطوير تطبيقات iOS
• متصفح الويب: تطوير واختبار JavaScript
• بيئة Python: تطبيقات سطح المكتب وتطوير النماذج الأولية

التثبيت والاستخدام

تثبيت Python

pip install mediapipe

تثبيت JavaScript

npm install @mediapipe/tasks-vision

مثال على الاستخدام الأساسي (Python)

import mediapipe as mp
import cv2

# تهيئة اكتشاف اليد
mp_hands = mp.solutions.hands
hands = mp_hands.Hands()

# معالجة إطارات الفيديو
cap = cv2.VideoCapture(0)
while cap.isOpened():
    ret, frame = cap.read()
    if not ret:
        break
    
    # اكتشاف اليد
    results = hands.process(frame)
    
    # رسم النتائج
    if results.multi_hand_landmarks:
        for hand_landmarks in results.multi_hand_landmarks:
            mp.solutions.drawing_utils.draw_landmarks(
                frame, hand_landmarks, mp_hands.HAND_CONNECTIONS)
    
    cv2.imshow('MediaPipe Hands', frame)
    if cv2.waitKey(5) & 0xFF == 27:
        break

cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

المجتمع والنظام البيئي

قصص النجاح

• Google Meet: ميزة تمويه الخلفية واستبدالها
• YouTube: ميزة تحرير الفيديو التلقائي
• تطبيقات اللياقة البدنية: اكتشاف وتصحيح الوضعية
• فلاتر الواقع المعزز: تأثيرات وسائل التواصل الاجتماعي

المزايا والخصائص

المزايا التقنية

1. تحسين شامل: حل كامل من تدريب النموذج إلى النشر
2. الأداء في الوقت الفعلي: خوارزميات فعالة مُحسَّنة للتطبيقات في الوقت الفعلي
3. زمن انتقال منخفض: سرعة معالجة بالمللي ثانية
4. كفاءة الموارد: استخدام معقول لوحدة المعالجة المركزية (CPU) والذاكرة

مزايا التطوير

1. سهولة التكامل: تصميم بسيط لواجهة برمجة التطبيقات (API)
2. أمثلة غنية: دروس تفصيلية وأمثلة التعليمات البرمجية
3. صيانة نشطة: تحديثات ودعم مستمر من فريق Google
4. مفتوح المصدر ومجاني: ترخيص Apache 2.0

ملخص

MediaPipe هو إطار عمل للتعلم الآلي قوي وسهل الاستخدام، ومناسب بشكل خاص لتطوير التطبيقات التي تتطلب وظائف الذكاء الاصطناعي في الوقت الفعلي. إن ميزاته عبر الأنظمة الأساسية وأدائه العالي ونماذجه المدربة مسبقًا الغنية تجعله خيارًا مثاليًا للمطورين لبناء تطبيقات ذكية. سواء كنت مبتدئًا أو مطورًا ذا خبرة، يمكنك تحقيق وظائف التعلم الآلي المعقدة بسرعة من خلال MediaPipe.