Prestaňte verí, že televízne lži Skutočná pravda o zdokonaľovaní obrazov

Vidíte to znovu a znovu. FBI používa svoju vyspelú technológiu na "vylepšenie" rozmazaného obrazu a nájsť tvár darebáka v najhoršom možnom záberu. No, ako to Geek nazýva ich blaf. Prečítajte si viac a zistite, prečo.

Je to jeden z najbežnejších tropov v televízii a filme, ale existuje nejaká možnosť, že by vládna agentúra mohla mať skutočne technológiu na nájdenie tvárí, kde sú len rozmazané pixely? Urobíme argument, že je nielen nemožné so súčasnou technológiou, ale je veľmi nepravdepodobné, že by bola niekedy technológia, ktorú budeme kedy vidieť. Držte sa a uvidíte, že nám túto tropec pod šošovkami vedy a techniky a dokazuje to zlé raz a navždy.

Ako zobrazovanie a svetlo dokazujú, že všetky obrázky sú obmedzené

Všetky zobrazovacie technológie, digitálne alebo analógové, pracujú zhruba rovnakým spôsobom. Poďme sa zamyslieť na kamery na chvíľu. Všetky kamery vytvárajú určitý druh obrazu, keď svetlo (častice, ktoré nazývame fotónmi) spolupracujeme s nejakým médiom vytvárajúcim obraz. V digitálnych fotoaparátoch ide o fotoelektrický snímač. Vo filmových kamier je to chemicky ošetrený, svetlo citlivý pás fólie.

Možno vás prekvapí, že videokamery založené na filme dokážu zachytiť viac detailov, ako aj digitálne fotoaparáty s vysokým rozlíšením. Ale aj pri filmovej kamere sa na filme môže zaznamenávať len obmedzené množstvo svetla. To isté platí pre každé zobrazovacie zariadenie, či už je to videorekordér, digitálny fotoaparát alebo plochý skener. A keďže sa fotografovanie uskutočňuje v konečnom časovom období (zvyčajne zlomky sekundy, v prípade fotoaparátov), ​​je nevyhnutne horná hranica detailu akéhokoľvek zachyteného obrazu.

Pri digitálnom zobrazovaní horná hranica často súvisí so stropom, ktorý má fotoaparát alebo zariadenie - počet pixelov, ktoré snímače vo vnútri fotoaparátu dokážu napríklad detegovať. To je všetko o obmedzeniach samotného zariadenia a je trochu odlišné od problému s konečným množstvom svetla, ktoré sa dostalo do média vo fotoaparáte. Jednoducho povedané, žiadna kamera, bez ohľadu na to, ako pokročilá, má nekonečnú schopnosť rozlíšenia.

Všetky dáta sú produktom iných údajov - odpadkov, odpadkov

Počítače sú zaujímavé stroje, ale nie sú bez ich obmedzení. Jedna z vecí, ktorú väčšina ľudí nepochopí o počítačoch, je skutočnosť, že nie sú schopní vytvárať "nové" informácie, ale len vytvoria "rôzne" informácie. V matematike, keď je jedna časť rovnice obžalovaná na inej časti, sa nazýva funkcia. Ak Y = X + 1, Y je funkcia X. Čokoľvek, X je, Y je priamo korelované.

Počítače pracujú podobným spôsobom. Môžete dať počítaču obrovský textový súbor náhodných listov a slovníka a povedzte mu, aby zaradil tieto obmedzené súbory listov do slov zo slovníka. To funguje preto, lebo konečný produkt možno rozdeliť na funkciu množiny náhodných písmen, slov zo slovníka a pokynov na vytvorenie jedného z druhých.

Predstavte si, že robíte domáce úlohy algebra v počítači. Do rovnice "Y = X + 1" pripojíte sériu čísel. Po prvé, X = 1, takže 1 + 1 = 2. Ale čo by sa stalo, ak by ste tlačili nesprávne klávesy a zadali nesprávne čísla? Máte stále správnu odpoveď? Ak ste chceli povedať, že X = 1, ale napísal X = 11, počítač by ešte stále dá správnu odpoveď? Otázka je samozrejme absurdná. Toto je pojem "odpadky, odpadky." Inými slovami, nesprávne údaje poskytnú nesprávnu odpoveď.

Podobne ako naša rovnica sú "vylepšené" obrázky funkciou pôvodného obrazu. Keď začnete s rozmazaným alebo pixelovým obrázkom (alebo dokonca s ostrým čistým obrazom), žiadne množstvo filtrov ani počítačové mágie nemôžu vyniesť informácie z miesta, kde informácie jednoducho neexistujú. Rovnako ako "1 + 11" nikdy nebude mať za následok "2", obmedzený obraz nikdy nebude mať za následok tzv. "Vylepšenú" verziu.

Prečo neexistuje žiadna funkcia na vytváranie údajov z ničoho

Môžete sa opýtať na otázku: "Nie je možné vytvoriť funkciu, ktorá môže pridať detail do zlého obrázka?" No, pravdepodobne nebude môcť vytvoriť čoskoro. Jednoducho preto, lebo poznáme usporiadanie pixelov ako tvár, neznamená to, že je to skutočná tvár. Tvárna časť je naším vnímaním týchto údajov - v skutočnosti iba hľadáme údaje! Ak chcete zobrať obrazové údaje a transformovať ich na "lepšie" dáta sú nemožné. Funkcia, ktorá vytvára niečo také špecifické ako ľudská tvár z nezmyselných údajov, si vyžaduje skutočnú znalosť konečného produktu - potrebujete poznať tvár skutočnej osoby, aby ste ju "našli" v rozmazanom obraze, aký typ porazí bod tejto imaginárnej technológie.

Je možné vytvoriť nejaký obraz podobný tváre z údajov o odpadoch, čo však neznamená, že tento produkt bude relevantný. Môže to vytvoriť tvár, ktorá v skutočnosti nevyzerá ako osoba, ktorá tam bola. Je pravdepodobnejšie len vytvoriť množstvo pixelov, ktoré jednoducho vyzerajú ako "iná" verzia toho, čo je tam. V televíznej logike je za tým obrazom zamknutá tvár a dobrí chlapci jednoducho nájdu spôsob, ako sa k tomu dostať. V skutočnosti sú to iba údaje - a každá funkcia, ktorá znovu vytvára okolnosti, aké sa fotografia fotografuje, má už v sebe informácie.

Ako vedieť, že vláda tajne nedisponuje touto nemožnou vecou

Veľa peňazí vynakladajú vládne agentúry ako NASA na vyhľadávanie na oblohe pomocou satelitných teleskopov, ako sú Hubble a Kepler. Tieto rozsahy a ďalšie na Zemi poskytujú úžasné, hlboké vesmírne digitálne fotografie svetla a tiež iné vlnové dĺžky v elektromagnetickom spektre - veci ako rádiové a mikrovlnné vlny a vysokofrekvenčné žiarenie, ako gama a x-ray. Všetky tieto obrazy však podliehajú rovnakým obmedzeniam, ktoré boli diskutované vyššie. Sú to snímky v čase. Obmedzené zobrazovanie röntgenových lúčov je rovnaké ako obmedzené zobrazovanie viditeľného svetla. Ak by obrázky mohli byť "vylepšené", fotografovanie v hlbokom vesmíre by bolo jednoduché pre každého a každého. Ak môžete zväčšiť obrázok priblížením tváre v dave, prečo by ste nemali ísť von, urobte si snímku oblohy a "vylepšite" ho, aby ste videli detaily na zemi Plutu? Ak to bolo možné, mohol by obsahovať obraz - akýkoľvek obrázok - všetky obrazové dáta vo vesmíre.

Je skutočné užitočné vylepšenie obrazu možné?

Jednoducho preto, lebo spôsob, akým sa písanie tropeizuje, je zlepšenie obrazu nesprávne, zlé, nesprávne, neznamená, že grafické programy nie sú užitočnými nástrojmi pre tento druh problému. Pokiaľ sú informácie v skutočnosti v obraze, môže to uľahčiť videnie nejakého "vylepšenia". Vezmite si napríklad tento tmavý, tieňovaný obrázok, ktorý sa odľahčí, aby zobrazoval detaily v tieni. Tento typ "vylepšenia" je skutočný a je k dispozícii každému, kto má počítač. Rozdiel je, že údaje už existujú - len sa na to pozeráme inak. Naše oči nevidia (v závislosti od vášho monitora) detail v tvári vľavo. Ale "vylepšená" verzia vpravo nám ukazuje veľa detailov v tieni, čo nám prináša lepší obraz jeho tváre.

Takže FBI s najväčšou pravdepodobnosťou nemá magické schopnosti Photoshopu a nemôžete si fotiť s malým zeleným mužom žijúcim na Pluto s vašim funzaverom. Neverte všetko, čo vidíte v televízii!

Kredity obrázka: Harrison Ford z Firewallu používal bez povolenia, predpokladal spravodlivé používanie. Svetlo písanie od BloomsEyeView, Creative Commons. Odpad od Editor B, Creative Commons. IMG1189b by HooverStreetStudios, Creative Commons.