ما هو الإكمال بالذكاء الاصطناعي (Inpainting)؟ كيف يملأ الأجزاء المفقودة من الصور

ما هو الإكمال بالذكاء الاصطناعي (Inpainting)؟ هو تقنية يملأ فيها نموذج ذكاء اصطناعي منطقة محددة أو مفقودة أو غير مرغوب فيها من الصورة ببكسلات جديدة تطابق ما حولها. تحدد أنت المنطقة، وتسمى القناع، فيولّد النموذج محتوى يندمج مع بقية الصورة، وهذا ما يجعل مسح العناصر أو الأشخاص أو النصوص من الصور ممكناً.

يأتي المصطلح من مجال ترميم الأعمال الفنية، حيث يُكمل المرممون المناطق التالفة في اللوحات يدوياً. والذكاء الاصطناعي يفعل المكافئ الرقمي لذلك تلقائياً.

كيف يعمل الإكمال خطوة بخطوة

من جهة المستخدم يبدو الإكمال بسيطاً: لوّن فوق شيء فيختفي. أما من الداخل فتبدو العملية تقريباً هكذا:

1. الصورة المدخلة. تُحمّل الصورة الأصلية.
2. القناع. تصبح المنطقة التي لونتها قناعاً، أي خريطة تحدد البكسلات التي يجب استبدالها. وتُعامل هذه البكسلات على أنها مجهولة.
3. تحليل السياق. تفحص شبكة عصبية بقية الصورة: الألوان والملامس والخطوط والإضاءة والبنية حول الفراغ وبعيداً عنه.
4. التوليد. يتنبأ النموذج بقيم بكسلات جديدة للمنطقة المقنّعة تتسق مع ذلك السياق.
5. الدمج. تُدمج المنطقة المولّدة مع الأصل حتى لا تظهر حواف الرقعة.

تتبع أداة إزالة العناصر لدينا هذا التسلسل تماماً: ترسم القناع بالفرشاة، ويملؤه النموذج.

كيف يتعلم الذكاء الاصطناعي الإكمال

تُدرّب نماذج الإكمال على مجموعات ضخمة جداً من الصور. وأثناء التدريب تُخفى أجزاء من كل صورة بأقنعة عشوائية الشكل، ويُطلب من النموذج إعادة بنائها. ثم تُقارن مخرجاته بالبكسلات الحقيقية المخفية، ويُعدّل النموذج ليخمّن بشكل أفضل في المرة التالية. وتكرار ذلك ملايين المرات يعلّم النموذج أنماطاً عامة: كيف تتدرج السماء، وكيف تتكرر الجدران الطوبية، وكيف يبدو العشب، وكيف يستمر خط الأفق خلف عنصر ما.

صُممت بعض البنى الحديثة لتنظر إلى الصورة كاملة دفعة واحدة بدلاً من البكسلات المجاورة للفراغ فقط. ومن الأمثلة المعروفة LaMa (Large Mask Inpainting)، وهو نموذج مفتوح صُمم للتعامل مع الأقنعة الكبيرة والبنى المتكررة مثل الأسوار والنوافذ والبلاط. وهذه الرؤية الواسعة هي ما يتيح للأدوات الحالية إكمال الخطوط المستقيمة والأنماط بشكل مقنع.

لا يخزن النموذج المدرَّب نسخاً من صور التدريب. بل يخزن أنماطاً إحصائية متعلمة في معاملاته، ويطبقها على صورتك. ولهذا أيضاً يستطيع النموذج التعميم على صور لم يرها من قبل: فهو يتعرف على أن المنطقة حول قناعك هي مثلاً أرضية مبلطة، فيكمل البلاط بالتباعد والمنظور الصحيحين.

لماذا تهم الأقنعة كثيراً

يخبر القناع النموذج بالبكسلات التي يمكنه تغييرها وتلك التي يجب أن يحتفظ بها. وكل ما هو خارج القناع يُعامل كسياق موثوق. فإذا فات القناع جزءاً من العنصر، مثل حافة أو ظل، يرى النموذج هذا الجزء المتبقي محتوى مشروعاً وقد يمده إلى المنطقة المملوءة. ولهذا فإن تلوين هامش صغير حول العنصر، مع شمول ظله، يعطي نتائج أنظف.

الإكمال مقابل الطرق التقليدية

قبل الذكاء الاصطناعي، كان المعدّلون يزيلون العناصر بأدوات يدوية. ولا تزال الطريقتان مفيدتين.

الإكمال مقابل الملء التوليدي

يتداخل المصطلحان. فالإكمال الكلاسيكي بالذكاء الاصطناعي، مثل النموذج المستخدم في ممحاتنا، يركز على الإزالة: يملأ القناع بخلفية معقولة ولا يضيف عناصر جديدة. أما أدوات الملء التوليدي، مثل تلك المبنية على نماذج تحويل النص إلى صورة، فيمكنها أيضاً الإكمال، لكنها تقبل أوامر نصية ويمكنها إضافة محتوى جديد كلياً، مثل قبعة على رأس شخص أو قارب على بحيرة. ولمجرد مسح المشتتات، يكون النموذج المخصص للإزالة عادةً أكثر قابلية للتنبؤ لأنه مدرَّب على إكمال الخلفية لا على ابتكار أشياء جديدة.

فيمَ يُستخدم الإكمال

• إزالة العناصر مثل سلال المهملات والكابلات واللافتات والفوضى. اطلع على كيفية إزالة عنصر من الصورة.
• إزالة الأشخاص والمتطفلين من صور السفر. اطلع على كيفية إزالة الأشخاص من الصور.
• إزالة النصوص وأختام التاريخ والتعليقات من الصور التي تملكها.
• ترميم الصور: ملء الخدوش والتمزقات والبقع في الصور المطبوعة الممسوحة ضوئياً. اطلع على كيفية تنظيف الصور القديمة.
• التنقيح: إزالة العيوب والغبار والمشتتات الصغيرة في صور المنتجات والصور الشخصية.
• توسيع الصور، ويسمى التوسيع الخارجي (outpainting)، حيث يملأ النموذج مناطق جديدة خارج الحدود الأصلية.

حدود يجب وضعها في الاعتبار

الإكمال قوي، لكنه ليس سحراً. ومعرفة حدوده تساعدك على الحصول على نتائج أفضل.

• إنه يخمّن ولا يستعيد. لا يمكن للنموذج أن يعرف ما كان خلف العنصر فعلاً. بل ينتج ملئاً معقولاً قد يختلف عن الواقع.
• الأقنعة الكبيرة أصعب. كلما زادت المساحة المقنّعة من الصورة، قلّ السياق الحقيقي المتاح للنموذج وزاد ما يجب أن يبتكره.
• التفاصيل الفريدة صعبة. لا يمكن إعادة بناء الوجوه والنصوص والشعارات والعمارة المحددة خلف عنصر ما بدقة.
• الدقة مهمة. قد تبدو المناطق المملوءة أنعم قليلاً من بقية الصورة، خاصة في الصور الكبيرة جداً. ويمكن لأداة التكبير بالذكاء الاصطناعي أن تساعد في زيادة حدة النتيجة النهائية.
• حواف القناع. إذا بقي جزء من العنصر خارج القناع، فقد يستخدمه النموذج كسياق ويعيد إنشاء أثر شبحي للعنصر.

ولأن الإكمال يمكن أن يغيّر ما تُظهره الصورة، يجب استخدامه بمسؤولية: لا لإزالة العلامات المائية من أعمال الآخرين، ولا لتعديل المستندات، ولا لإنشاء صور مضللة.

جرّب الإكمال بالذكاء الاصطناعي بنفسك

أسهل طريقة لفهم الإكمال هي رؤيته وهو يعمل. ارفع صورة إلى أداة إزالة العناصر المجانية لدينا، ولوّن فوق شيء تريد إزالته، وشاهد النموذج يملؤه بخلفية مطابقة. جرّب حالة بسيطة أولاً، مثل عنصر أمام السماء، ثم حالة أصعب، مثل عنصر أمام جدار منقوش، لترى أين تتألق هذه التقنية.