19Jul
Ste ga videli znova in znova. FBI uporablja svojo napredno tehnologijo, da "izboljša" zamegljeno sliko in najti najglobljega obraza v najslabših možnih posnetkih. No, How-To Geek kliče svoj blef. Preberite, če želite videti, zakaj.
To je eden najpogostejših tropov na televiziji in filmih, vendar obstaja kakšna možnost, da bi vladna agencija lahko resnično imela tehnologijo, da najde obraze, kjer so le zamegljene piksli? Trdili bomo, da je s sedanjo tehnologijo ne le nemogoče, vendar pa je malo verjetno, da bi kdaj bila tehnologija, ki jo bomo kdaj videli. Spomnite se, da nas vidimo, da postavimo to posadko pod leče znanosti in tehnologije, in to dokazati narobe enkrat za vselej.
Kako slikovna in svetlobna izvedba vse slike so omejene
Vse slike, digitalne ali analogne, delujejo približno na enak način. Premislimo o fotoaparatih za trenutek. Vse kamere ustvarjajo nekakšno sliko, kadar svetlobo( delci, ki jih imenujemo fotoni), komunicirajo z nekakšnim medijem, ki ustvarjajo sliko. V digitalnih fotoaparatih je fotoelektrični senzor. V filmskih kamerah je kemično obdelan svetlobno občutljiv trak filma.
Lahko vas preseneča, ker veste, da lahko filmske kamere posnamejo več podrobnosti kot tudi digitalne fotoaparate z izjemno visokimi ločljivostmi. Toda tudi s filmsko kamero lahko na filmu posnamete le omejeno količino svetlobe. Enako velja za katero koli slikovno napravo, naj bo video snemalnik, digitalni fotoaparat ali ploščat skener. In ker se katera koli slika odvzame v omejenem časovnem obdobju( navadno frakcije sekunde, kar zadeva kamere), mora nujno zgornja meja podrobnosti katere koli posnete slike.
V digitalnem slikanju ta zgornja meja pogosto povezana z zgornjo mejo kamere ali naprave - število slikovnih pik, na primer senzorji v notranjosti kamere. Vse to je v zvezi z omejitvami same naprave in se nekoliko razlikuje od težav s končno količino svetlobe, ki doseže medije v fotoaparatu. Enostavno rečeno, nobena kamera, ne glede na naprednost, ima neskončno zmogljivost za ločljivost.
Vsi podatki so produkt drugega podatkovnega smeti. Garancija
Računalniki so zanimivi stroji, vendar niso brez omejitev. Ena od stvari, ki jih večina ljudi moti razumevanje računalnikov, je, da v resnici ne morejo ustvarjati "novih" informacij, ampak samo ustvarijo "drugačne" informacije. V matematiki, ko je en del enačbe obtožen na drugem delu, se imenuje funkcija. Ko je Y = X + 1, je Y funkcija od X. Karkoli, X je, Y je neposredno povezan.
Computers deluje na podoben način. Računalniku lahko daste ogromno besedilno datoteko naključnih črk in slovarja ter ji sporočite, naj omeji nabor črk v besede iz slovarja. To deluje, ker se lahko končni izdelek razdeli na funkcijo nabora naključnih črk, besed iz slovarja in navodil za ustvarjanje enega od drugega.
Predstavljajte si, da delate algebra domače naloge na vašem računalniku. V svojo "Y = X + 1" enačbo priključite niz številk. Prvič, X = 1, torej 1 + 1 = 2. Toda kaj bi se zgodilo, če ste pritisnili napačne tipke in vnesli napačne številke? Ali še vedno dobite pravi odgovor?Če nameravate reči X = 1, vendar ste vnesli X = 11, ali bi računalnik še vedno dal pravilen odgovor? Vprašanje je seveda nerodno. To je koncept "Garbage In, Garbage Out". Z drugimi besedami, napačni podatki bodo dali napačen odgovor.
Tako kot naša enačba so "izboljšane" slike odvisne od izvirne slike. Ko začnete z zamegljenimi ali slikovnimi sličicami( ali celo ostrim čistem), nobena količina filtrov ali računalniške magije ne more izhajati iz kraja, kjer te informacije preprosto ne obstajajo. Tako kot "1 + 11" nikoli ne bo povzročil "2", omejena slika nikoli ne bo povzročila tako imenovane "izboljšane" različice.
Zakaj ni funkcije za ustvarjanje podatkov iz nič
Lahko postavite vprašanje: "Ali ni mogoče ustvariti funkcije, ki bi lahko dodala podrobnosti slabi sliki?" No, verjetno nam ne bo verjetno, da jo bomo kmalu ustvarili. Preprosto zato, ker prepoznavamo razporeditev pik kot obraza, ne pomeni, da je to dejansko obraz. Del obraza je naše dojemanje teh podatkov - dejansko gledamo le na podatke!Če želite posneti slikovne podatke in jih pretvoriti v "boljše" podatke, je nemogoče. Funkcija, ki ustvarja nekaj posebnega kot človeškega obraza iz nesmiselnih podatkov, bi zahtevala dejansko poznavanje končnega izdelka, zato bi morali poznati obraz dejanskega človeka, da bi ga "našli" v zamegljeni podobi, ki je v tem primeru premagal točkovse te imaginarne tehnologije.
Morda je mogoče ustvariti nekakšno podobo obraza iz podatkov o smeti, vendar to ne pomeni, da bo ta izdelek ustrezen. Lahko bi ustvaril obraz, ki dejansko ne izgleda podobno kot oseba, ki je bila dejansko tam. Bolj verjetno bi samo ustvarili maso pik, ki nekako izgledajo kot "drugačna" različica tega, kar je tam. V TV-logiki je za to sliko zaklenjen obraz, dobri fantje pa bodo preprosto našli način, kako do njega doseči. V resnici so le podatki - in vsaka funkcija, ki ustvarja okoliščine posnetega posnetka, že vsebuje te podatke.
Kako vedeti, da vlada skrivaj ne počne tega nemogoče stvari
Vladne agencije, kot je NASA, porabijo veliko denarja za iskanje neba s satelitskimi teleskopi, kot sta Hubble in Kepler. Ti obsegi in drugi na zemlji zagotavljajo neverjetno globoko vesoljsko digitalno fotografijo svetlobe, pa tudi druge valovne dolžine v elektromagnetnem spektru - stvari, kot so radio in mikro valovi, in visokofrekvenčno sevanje, kot so gama in rentgenski žarki. Toda za vse te slike veljajo enake omejitve, o katerih smo že govorili. To so posnetki v času. Omejeno slikanje rentgenskih žarkov je enako omejenemu prikazu vidne svetlobe.Če bi lahko slike "okrepljeno", bo fotografiranje v globokem prostoru preprosto za vsakogar in za vsakogar.Če lahko "izboljšate" sliko, tako da povečate obraz v množici, zakaj ne bi šli ven, naredili posnetek neba in "izboljšali", da bi videli podrobnosti na tleh Plutona?Če bi bilo to mogoče, bi slika ali katera koli slika lahko vsebovala vse podatke o sliki v vesolju .
Je dejansko koristna izboljšava slike mogoče?
Preprosto zato, ker je način napolnitve pisanja, ki je napeto s tropejo, predstavlja napačno sliko, narobe, narobe, ne pomeni, da grafični programi niso koristna orodja za takšno težavo. Dokler so informacije dejansko znotraj slike, lahko nekako "izboljšanje" olajša ogled. Vzemite, na primer, to temno, senčeno sliko, osvetljeno, da prikaže podrobnosti v senci. Ta vrsta "izboljšave" je resnična in je na voljo vsakomur z računalnikom. Razlika je, da so podatki že tam - samo gledamo na drugačen način. Naše oči ne vidijo( odvisno od vašega monitorja) podrobnosti v obrazu na levi strani. Toda "okrepljena" različica na desni kaže v senci veliko podrobnosti, kar nam daje boljšo sliko njegovega obraza.
Torej, FBI najverjetneje nima čarobnih moči Photoshopa in ne morete slikati malo zelenih moških, ki živijo na Plutonu s svojim zabavnikom. Ne verjamem vsemu, kar vidite na televiziji!
Image Credit: Harrison Ford iz požarnega zidu, ki se uporablja brez dovoljenja, se domneva poštena uporaba. Svetlobno pisanje BloomsEyeView , Creative Commons. Odpad urejevalnika B , Creative Commons. IMG1189b avtor: HooverStreetStudios , Creative Commons.
