Припиніть вважати, що лежить в телевізорі Реальна правда про Підвищення зображень

Ви бачили це знову і знову. ФБР використовує свої передові технології, щоб «посилити» розмитий образ, і знайти обличчя лиходія у найгіршому можливому кадрі. Ну, How-To Geek викликає їх блеф. Прочитайте далі, щоб дізнатися, чому.

Це один з найпоширеніших тропів у телебаченні та кіно, але чи існує можливість, щоб урядова установа дійсно мала технологію, щоб знайти обличчя, де є лише розмиті пікселі? Ми зробимо аргумент, що не тільки неможливо з поточною технологією, але це дуже малоймовірно, щоб коли-небудь бути технологією, яку ми коли-небудь побачимо. Станьте навколо, щоб побачити, як ми поклали цей тріп під лінзи науки і техніки, і довести це неправильно раз і назавжди.

Як зображення і світло Довести всі фотографії обмежені

Всі технології обробки зображень, цифрові або аналогові, працюють приблизно однаково. Давайте подумаємо про камери на мить. Всі камери створюють певний образ, коли світло (частинки, які ми називаємо фотонами) взаємодіють з якимось середовищем, що створює зображення. У цифрових камерах це фотоелектричний датчик. У кінокамерах це хімічно оброблена, світлочутлива смужка плівки.

Це може здивувати вас, знаючи, що плівкові камери можуть захоплювати більше деталей, ніж цифрові камери надзвичайно високої роздільної здатності. Але навіть з плівковою камерою на фільм можна записати лише обмежену кількість світла. Те ж саме стосується будь-якого пристрою обробки зображень, будь то відеомагнітофон, цифрова камера або планшетний сканер. А оскільки будь-яке зображення знімається за кінцевий період часу (зазвичай це долі секунди, у випадку з камерами), то обов'язково має бути верхня межа деталізації будь-якого захопленого зображення.

У цифровій візуалізації, що верхня межа часто пов'язана зі стелею камери або пристрою, наприклад, кількість пікселів, які датчики всередині камери можуть виявляти. Це все про межі самого пристрою, і дещо відрізняється від проблеми кінцевої кількості світла, що досягає носія в камері. Простіше кажучи, жодна камера, незалежно від того, наскільки вдосконалена, має нескінченну здатність до вирішення.

Всі дані є продуктом інших даних-сміття в, Garbage Out

Комп'ютери є цікавими машинами, але вони не без їх обмежень. Одна з речей, яку більшість людей не розуміє про комп'ютери, полягає в тому, що вони насправді не здатні створювати “нову” інформацію, вони лише створюють “іншу” інформацію. У математиці, коли одна частина рівняння є відповідачем на іншій частині, вона називається функцією. Коли Y = X + 1, Y є функцією X. Незалежно від того, X є, Y безпосередньо корелює.

Комп'ютери працюють подібним чином. Ви можете надати комп'ютеру величезний текстовий файл випадкових букв і словника, і сказати йому, щоб він містив ці обмежені набори літер в слова з словника. Це працює тому, що кінцевий продукт може бути розбитий на функцію набору випадкових букв, слів з словника, а також напрямки для створення одного з іншого..

Уявіть, що ви робите домашню роботу на вашому комп'ютері. Ви підключаєте ряд цифр до рівняння "Y = X + 1". По-перше, X = 1, так що 1 + 1 = 2. Але що станеться, якщо ви натиснули неправильні ключі і ввели неправильні числа? Ви все одно отримаєте правильну відповідь? Якщо ви хотіли сказати X = 1, але набрали X = 11, чи комп'ютер все одно дасть вам правильну відповідь? Питання, звичайно, є абсурдним. Це концепція "Сміття, сміття". Іншими словами, неправильні дані дадуть неправильну відповідь.

Як і наше рівняння, «розширені» зображення є функцією вихідного зображення. Коли ви починаєте з розмитими або нерівними зображеннями (або навіть чистими чистими), жодна кількість фільтрів або комп'ютерної магії не може змусити інформацію з місця, де інформація просто не існує. Так само, як «1 + 11» ніколи не призведе до «2», обмежене зображення ніколи не призведе до так званої «розширеної» версії.

Чому немає функції для створення даних з нічого

Ви можете задати запитання: "Чи неможливо створити функцію, яка може додати деталь до поганого зображення?". Просто тому, що ми розпізнаємо розташування пікселів як обличчя, це не означає, що це фактичне обличчя. Особлива частина - це наше сприйняття даних - насправді ми тільки дивимося на дані! Прийняти дані зображення і перетворити його в «кращі» дані неможливо. Функція, яка створює щось настільки специфічне, як людське обличчя від даних про безглуздість, вимагатиме фактичних знань про кінцевий продукт - вам потрібно знати обличчя фактичної людини, щоб "знайти" її в розмитому зображенні, яке, начебто, перемагає точку так чи інакше.

Можливо, з даних зображення сміття можна створити певний образ обличчя, але це не означає, що цей продукт буде актуальним. Це може створити обличчя, яке насправді не виглядає нічим подібним до людини, яка насправді була там. Це, швидше за все, просто створити масу пікселів, які ніби просто виглядають як «інша» версія того, що є. За логікою ТБ, за цим зображенням стоїть обличчя, і хороші хлопці просто знайдуть спосіб дістатися до нього. Насправді, це лише дані, і будь-яка функція, яка відтворює обставини знімка, вже містить цю інформацію.

Як знати, що уряд таємно не робить цього неможливо

Багато грошей витрачаються урядовими установами, такими як NASA, для пошуку неба з допомогою супутникових телескопів, таких як Хаббл і Кеплер. Ці області та інші на землі забезпечують дивовижну, глибоко космічну фотографію світла, а також інші довжини хвиль в електромагнітному спектрі - такі речі, як радіо- та мікрохвилі, і високочастотне випромінювання, як гамма і рентген. Але всі ці зображення підпадають під ті самі обмеження, що й раніше. Вони є знімками в часі. Обмежена візуалізація рентгенівських променів є такою ж, як обмежена візуалізація видимого світла. Якщо зображення можна було б «розширити», то для кого-небудь і для всіх буде легка фотографія глибокого космосу. Якщо ви можете «посилити» зображення, збільшуючи масштаб обличчя в натовпі, чому б не вийти назовні, зробити знімок неба і «підняти» його, щоб побачити деталі на землі Плутона? Якби це було можливо, образ-будь-яке зображення - міг міг містити всі дані зображення у Всесвіті.

Можливо фактичне корисне покращення зображення?

Просто тому, що спосіб написання тріп, який представляє собою покращення зображення, є неправильним, неправильним, неправильним, не означає, що графічні програми не є корисними інструментами для такого роду проблем. До тих пір, поки інформація фактично знаходиться в образі, якийсь «розширений» може полегшити її перегляд. Візьмемо, наприклад, це темне, затінене зображення, освітлене, щоб показати деталі в тіні. Цей тип "розширення" є реальним і доступний кожному з комп'ютером. Різниця полягає в тому, що дані вже є - ми просто дивимося на неї по-іншому. Наші очі не можуть побачити (залежно від вашого монітора) деталь у обличчі ліворуч. Але "розширена" версія праворуч показує нам багато деталей в тіні, що дає нам кращу картину його обличчя.

Так що ФБР, швидше за все, не має магічних повноважень Photoshop, і ви не можете фотографувати маленьких зелених чоловіків, що живуть на Плутоні, з вашим веселощам. Не вірте всьому, що ви бачите по телевізору!