تصميم الدراسة ووحدة التحليل
تم التعامل مع كل لوحة أو سجل كتالوج كوحدة تحليل واحدة. استُخدم تصميم رصدي قائم على مجموعة بيانات (corpus-based)، يجمع بين مراجعة البيانات الوصفية، والتنظيم الحسابي الأولي، والترميز اليدوي المستقل، والتفسير التاريخي الفني. حُددت فترة الدراسة من 1757–1911، وطُبقت معايير الاشتمال والاستبعاد ضمن هذا الإطار الزمني. حُللت الأعمال الفنية التاريخية والبيانات الوصفية المرتبطة بكتالوجاتها. وعند مقارنة التوزيعات عبر فترات زمنية متفاوتة المدة، تم تطبيع الأعداد بناءً على مدة الفترة، مع مراعاة تحيزات البقاء والاستحواذ المحتملة في التفسير.
بناء المجموعة المختارة واختيارها
تم استرجاع السجلات المرشحة من كتالوجات المتاحف المذكورة، والأرشيفات الرقمية، والكتالوجات المنشورة. وبالنسبة لكل سجل مرشح، تم الاحتفاظ بالمؤسسة، والعنوان، والتاريخ أو النطاق الزمني، والوسيط، ورقم القيد أو الكتالوج، ورابط المصدر الثابت، وتاريخ الاسترجاع، وبيان الحقوق. كما تم الحفاظ على روابط المصادر حتى عندما تعذر قانونياً إعادة توزيع ملف الصورة المقابل. بدأت إجراءات الفرز المذكورة بـ 612 صورة مرشحة؛ من بين هذه الصور، تم استبعاد 85 صورة لأنها وقعت خارج الفترة الزمنية 1757–1911 أو خارج تقليد لوحات التصدير، واستبعاد 58 صورة لأنها كانت نسخاً حديثة، أو سجلات غير واضحة، أو صورت موضوعات غير صحيحة، واستبعاد 29 صورة لافتقارها إلى شخصية أنثوية يمكن تحديدها أو لعدم كفاية دقة الصورة، واستبعاد 7 صور بسبب نقص البيانات الوصفية. وتكونت المجموعة التحليلية النهائية من 433 سجلاً.
توحيد البيانات الوصفية والمعالجة المسبقة للصور
تم تخصيص معرف QEP مستقر لكل لوحة في المجموعة التحليلية النهائية، يتراوح من QEP_001 إلى QEP_433. كما تم الاحتفاظ بالبيانات الوصفية للمتاحف المرتبطة بها، بما في ذلك المؤسسة، ورقم التسجيل، والعنوان، والتاريخ، والوسيط أو المواد المستخدمة، ومكان المنشأ، ورابط المصدر، ووصف الكتالوج المتاح. ولأغراض التحليل البصري، تم تسجيل التصنيف الأولي للذكاء الاصطناعي، والفئة البشرية المحكمة، وعدد الشخصيات النسائية، والفئة العمرية، والوضعية، والملابس، والإطار المكاني، والأشياء المرتبطة، والعلاقات الاجتماعية. تم تصنيف كل لوحة ضمن واحدة من سبع فئات رئيسية: النخبة/الجمال، أو المنزلية، أو الخدم، أو العمالة، أو السوق، أو الأداء، أو الطقوس/الزفاف. وفي المشاهد التي تحتوي على شخصيات نسائية متعددة، تم تحديد الشخصية المركزية بناءً على البروز البصري والمركزية السردية. وعندما لم تكن هناك شخصية نسائية واحدة مهيمنة، تم تعيين الفئة الرئيسية بناءً على النشاط المصور الأساسي وسياق المشهد العام. وتم حل تداخل الفئات من خلال إعطاء الأولوية للنشاط المصور وسياق المشهد على الملابس أو المظهر وحدهما. كما تمت مراجعة الحالات الغامضة بشكل مستقل من قبل كلا المرمزيْن وحُسمت من خلال التوافق. حُفظت الصور المصدر بتنسيق JPEG أو PNG، واقتصر القص على حدود صفحات الويب أو إطارات الكتالوجات أو الهوامش غير الصورية. ولم يتم إعادة بناء المحتوى المرسوم، أو تغيير ألوانه، أو تحسينه، أو ترميمه.
التوسيم الأولي القائم على CLIP
استُخدم مشفر الصور CLIP ViT-B/32 لتحليل التشابه الأولي بين الصور والنصوص9. شملت مصطلحات الهوية المرشحة: امرأة من النخبة، امرأة منزلية، خادمة، امرأة عاملة، امرأة في السوق، فنانة، عروس، وامرأة في طقوس شعائرية. وشملت مصطلحات المشهد: تصميم داخلي صيني، حديقة، سوق شعبي، ورشة عمل، إنتاج الشاي، أعمال النسيج، ومشهد احتفالي. تم الاحتفاظ بالمجموعة الكاملة من قوالب الأوامر، وترتيبها، وأي تجميع للأوامر، وإجراءات تطبيع النصوص، وقواعد اتخاذ القرار، ودرجات الثقة، والحالات المتساوية لكل صورة.
تم تطبيق القائمة الكاملة للمطالبات بشكل متسق على جميع الصور باستخدام نموذج OpenAI CLIP ViT-B/32 المُنفذ بلغة Python 3.10 مع PyTorch 2.0.1 وحزمة OpenAI CLIP. وقد أُجري الاستدلال على وحدة معالجة رسومات (GPU) تدعم تقنية CUDA بحجم دفعة قدره 32 وباستخدام دقة FP32. تم تغيير حجم كل صورة وقصها من المركز لتصبح 224 × 224 بكسل، وجرى تطبيع قنوات RGB باستخدام تحويل المعالجة المسبقة المرتبط بنموذج ViT-B/32. كما صِيغت المطالبات النصية باستخدام واصفات الهوية والمشهد المحددة أعلاه، ثم شُفرت بواسطة مشفر النصوص الخاص بـ CLIP. وحُسب تشابه جيب التمام (Cosine similarity) بين تضمينات الصور والنصوص المُطبعة، وتم تعيين المطالبة ذات أعلى درجة تشابه كملصق أولي للذكاء الاصطناعي. كما تم الاحتفاظ بدرجات التشابه لجميع الملصقات المرشحة للمراجعة البشرية اللاحقة. واستُخدمت بذرة عشوائية ثابتة بقيمة 42، وطُبقت إجراءات المعالجة المسبقة وقوالب المطالبات وقواعد القرار المتطابقة على جميع اللوحات البالغ عددها 433 لوحة.
التحديد الموضعي بمساعدة نموذج SAM
استُخدم نموذج Segment Anything Model (SAM) بدقة لتحديد المواقع الموضعية للأشكال، والملابس، والأثاث، والأدوات، والأشياء الطقسية، والمناطق المعمارية لغرض الفحص البصري البشري. ويجب التأكيد على أن نموذج SAM لم يشارك في مسار التصنيف؛ حيث عُزلت أقنعته، ومقاطعه، والميزات المشتقة منه عن عمليات تسمية CLIP والتجميع (clustering)، مما يضمن أن تطبيق SAM قد وفر وسائل مساعدة في التحديد الموضعي دون التأثير على أداء التصنيف أو تضخيمه.
تم تطبيق مطالبات النقاط اليدوية أو مربعات الإحاطة عند الضرورة لتحسين تحديد مواقع العناصر المرئية. تم إنشاء أقنعة SAM للأشكال النسائية، والملابس، والأثاث، والأدوات، والأشياء الطقسية، والعناصر المعمارية، وتم فحص كل نتيجة تقسيم بصرياً للتأكد من التغطية الإقليمية المناسبة. دعمت الأقنعة الناتجة عملية تحديد ومراجعة السمات الأيقونية ذات الصلة، ولكن لم يتم استخدامها لتصنيف CLIP أو تعيين الفئات.
تقليل الأبعاد والتجميع
تم حساب تضمينات صور CLIP، واستُخدم UMAP مع مسافة الجيب التمام (cosine distance) للتصوير ثنائي الأبعاد10. كما تم تسجيل التمثيل المستخدم للتجميع، إلى جانب إجراءات المعالجة المسبقة، والأبعاد، وتعريف المسافة.
تم تطبيق تجميع الوسائل K-means والتجميع الهرمي على تمثيلات سمات الصور لتحديد المجموعات البصرية المتكررة ضمن مجموعة النصوص11. وتم تقييم حلول K-means المرشحة لـ k = 5–9 باستخدام معامل الصورة الظلية (silhouette coefficient) ومؤشر ديفيز-بولدين (Davies–Bouldin index). استُخدم تهيئة K-means++ مع n_init = 10 و max_iter = 300 و tol = 1 × 10⁻4 و random_state = 42. كما أُجري التجميع الهرمي باستخدام التجميع التراكمي مع الربط المتوسط ومسافة جيب التمام. تمت مقارنة الحلول المرشحة باستخدام مؤشرات التحقق الكمية، واستقرار المجموعات، والقابلية للتفسير من منظور تاريخ الفن، واختير حل التجميع النهائي بناءً على تمثيله الأكثر تماسكاً للأنماط البصرية المتكررة. تم الاحتفاظ بتعيين المجموعات الناتج لكل لوحة من اللوحات البالغ عددها 433 لوحة لإجراء مقارنة لاحقة مع الفئات التي تم ترميزها بشرياً.
الترميز اليدوي، والتدريب، والتحكيم
قام مرمزّان بمراجعة جميع الصور الـ 433 بشكل مستقل باستخدام دليل ترميز مُصنّف يغطي الفئة الأساسية، وعدد الأشكال، والفئة العمرية، والوضعية، والملابس، والإطار المكاني، والأشياء، والعلاقات الاجتماعية. وقد تم الاحتفاظ بالسجلات الخاصة بكل مرمز قبل عملية التحكيم. وكان لدى المرمزّين خلفيات ذات صلة في تاريخ الفن والتحليل البصري، وتم تدريبهم باستخدام دليل الترميز الموحد وأمثلة ممثلة من مجموعة اللوحات. وقبل البدء في الترميز الرسمي، أتم المرمزّان تمرين معايرة شمل 30 لوحة لتعزيز التفسير المتسق لفئات الهوية السبع وأبعاد الإشارات البصرية الخمس.
أثناء عملية الترميز الرسمي، قام المرمزان بتقييم جميع اللوحات المؤهلة بشكل مستقل، مع تعمية كل منهما عن قرارات الترميز الخاصة بالآخر، وعلامات الذكاء الاصطناعي الأولية، وتوزيعات المجموعات. وتم تقييم الموثوقية بين المرمزين باستخدام معامل كابا لكوهين (Cohen’s kappa). بلغت قيمة كابا الملحوظة لفئة الهوية الأساسية 0.88، بينما تراوحت متغيرات الإشارات المرئية الفئوية بين 0.79 و 0.92، مما يدل على وجود اتفاق قوي بين المرمزين. وتم حل الخلافات من خلال المناقشة والتوافق، وسُجلت رموز الفئات والإشارات المرئية التي تم الفصل فيها للتحليل اللاحق12. كما تم الاحتفاظ بالعلامات ما قبل الفصل.
التوافق بين الذكاء الاصطناعي والبشر وتقدير الأداء
استُخدمت الفئة البشرية المحكمة كمرجع للمقارنة الوصفية مع تسمية واحدة أولية من الذكاء الاصطناعي لكل لوحة. وحُسبت دقة التطابق التام الإجمالية بنسبة 356/433 (82.2%). كما حُسب استرجاع الفئة بقسمة عدد تطابقات الذكاء الاصطناعي والبشر التامة على دعم المرجع البشري لكل فئة. وتم ذكر دعم الفئة، والتطابقات التامة، وعدم التطابق، والمقامات المقابلة لها بشكل صريح.
بناءً على 433 زوجاً من التصنيفات البشرية والآلية على مستوى الحالات، تم حساب الإيجابيات الكاذبة للفئات المستهدفة، ودقة كل فئة، والاستدعاء، ودرجات F1. كما تم إنشاء مصفوفة ارتباك كاملة لتحليل أنماط التصنيف خارج القطر الرئيسي، والتي وجهت لاحقاً عملية مراجعة عدم التطابق، وتوثيق تصنيف الأخطاء، وقواعد الفصل في النزاعات.
حزمة ومواد قابلية التكرار
تم تنظيم سير العمل الحسابي ومواد البحث الداعمة في مستودع خاضع للتحكم في الإصدار. صُممت حزمة قابلية التكرار لتشمل نصوصاً برمجية للمعالجة المسبقة، وتحليل CLIP، وتحديد موقع SAM، وUMAP، والتجميع، وتحليل الاتفاق، وإنشاء الأشكال، جنباً إلى جنب مع دليل الترميز اليدوي، وملفات التكوين، ومعلومات التبعيات، والمخرجات المشتقة على مستوى الحالة، وقائمة جرد مقروءة آلياً لمصادر الصور ومعلومات الحقوق. وقد تم تعيين معرف دائم لمواد البحث المؤرشفة لتسهيل عملية التكرار وإعادة الاستخدام.
تم استخدام Microsoft Excel 2021 لتنظيم وإدارة البيانات الوصفية. واعتمدت التحليلات الحسابية على نموذج CLIP ViT-B/32 للتوسيم الأولي للرؤية واللغة، ونموذج SAM لتحديد مواقع العناصر المرئية، وتقنية UMAP مع مسافة جيب التمام (cosine distance) لتقليل الأبعاد، بالإضافة إلى خوارزميتي K-means والتجميع الهرمي لتحليل الأنماط الاستكشافية. وتم تقييم حلول التجميع باستخدام معامل السلوت (silhouette coefficient) ومؤشر ديفيز-بولدين (Davies–Bouldin index)، كما تم تقييم الاتفاق بين المرمّزين باستخدام معامل كابا لكوهين (Cohen’s kappa). وقد تم توثيق بيئة البرمجيات، وإعدادات النماذج، والضبط الحسابي، والبذور العشوائية المستخدمة طوال سير العمل لدعم إمكانية إعادة إنتاج النتائج.