19Jul

Престани веровати ТВ-овима: права истина о "побољшању" слика

Ви сте то видели све време и више.ФБИ користи своју напредну технологију да "побољша" замућену слику и пронађе лице негативца на најгоре могуће снимке.Па, Хов-То Геек зове њихов блеф.Прочитајте зашто.

То је једна од најчешћих тропова на телевизији и филмовима, али да ли постоји могућност да владина агенција заиста има технологију да пронађе лица у којима постоје само замућени пиксели?Изводићемо аргумент да је не само немогуће са тренутном технологијом, али је мало вероватно да ће икада бити технологија коју ћемо икада видети.Држимо се да видимо како ставимо ову капу испод сочива науке и технологије и доказујемо да је то погрешно једном заувек.

Како се приказују слике и светлости Све слике су ограничене

Све технологије за сликање, дигиталне или аналогне, све раде приближно на исти начин.Хајде да размислимо о камерама на тренутак.Све камере стварају неку врсту слике када светлост( честице које називамо фотони) комуницирају са неком врстом медија за стварање слике.У дигиталним фотоапаратима то је фотоелектрични сензор.У филмским камерама, то је хемијски третирана осјетљива трака филма.

Може вас изненадити да знате да филмске камере могу снимити више детаља него чак и дигиталне камере са изузетно високом резолуцијом.Али чак и са филмском камером, на филм може се снимити само ограничена количина светлости.Исто важи и за било који уређај за снимање, било да се ради о видео рекордеру, дигиталном фотоапарату или флатбед скенеру.И пошто се свака слика узима у коначном временском периоду( обично фракције секунде, у случају фотоапарата), неопходно је горња граница детаља било које снимљене слике.

У дигиталној слици, та горња граница често има везе са плафоном камере или уређаја - број пиксела који су сензори унутар фотоапарата способни да открију, на примјер.Ово је све о границама самог уређаја и мало се разликује од проблема коначне количине светлости која доспе у медијум у фотоапарату.Једноставно ставите, ниједна камера, без обзира колико напредна, има бесконачан капацитет за резолуцију.

Сви подаци су производи других података-смеће, отпаци за отпад

Рачунари су занимљиве машине, али нису без њихових ограничења.Једна од ствари коју већина људи погрешно разуме о компјутерима је што они нису стварно способни да креирају "нове" информације, већ само стварају "различите" информације.У математици, када је један део једначине оптужен на другом делу, то се зове функција.Када је И = Кс + 1, И је функција од Кс. Без обзира на то, Кс је, И је директно корелисан.

рачунари функционишу на сличан начин.Можете дати компјутеру огромну текстуалну датотеку случајних слова и речника и рећи им да уреди тај ограничен скуп слова у речи из рјечника.Ово функционише јер се крајњи производ може разврстати у функцију скупа случајних слова, ријечи из рјечника и упутства за креирање једног од другог.

Замислите да радите алгебарски домаћи задатак на рачунару.Укључите низ бројева у вашу "И = Кс + 1" једначину.Прво, Кс = 1, па 1 + 1 = 2. Али шта би се догодило ако бисте гурнули погрешне кључеве и унели погрешне бројеве?Да ли бисте још увек добили тачан одговор?Ако сте хтели да кажете Кс = 1, али унели Кс = 11, да ли би рачунар и даље дао тачан одговор?Питање је, наравно, апсурдно.То је концепт "Гарбаге Ин, Гарбаге Оут". Другим ријечима, погрешни подаци ће дати погрешан одговор.

Као и наше једначине, "побољшане" слике су функција оригиналне слике.Када почнете са замућљивом или пикселираном сликом( или чак оштрим чистом, за то питање), ниједна количина филтера или рачунарска магија не може извлачити информације из мјеста гдје то једноставно не постоји.Као што "1 + 11" никада неће резултирати "2", ограничена слика никада неће довести до такозване "побољшане" верзије.

Зашто нема функције за креирање података из ничега

Можда ћете поставити питање: "Зар није могуће направити функцију која може додати детаље лошој слици?" Па, вероватно га нећемо ускоро створити.Једноставно зато што препознајемо распоред пиксела као лице не значи да је то стварно лице.Лице је наша перцепција тих података - ми заправо само гледамо податке!За снимање слика и претварање у "боље" податке немогуће је.Функција која ствара нешто специфично као људско лице од бесмислених података захтијева стварно знање о крајњем производу - требали бисте знати лице стварног човека како бисте га "пронашли" у замућеном снимку, која врста порази на тачкиу сваком случају ове имагинарне технологије.

Можда је могуће направити неку врсту сличног изгледа слике из података о смећу, али то не значи да ће тај производ бити релевантан.Могло би се направити лице које у ствари не изгледа ништа попут особе која је заправо била тамо.Већа је вероватноћа само створити масу пиксела која изгледа само као "различита" верзија онога што је тамо.У ТВ логици, иза те слике је закључано лице, а добри момци ће једноставно наћи начин да дођу до њега.У стварности, то су само подаци - и свака функција која освјежава околности снимљене фотографије већ има те информације унутар ње.

Како знати Влада тајно не ради ову немогућу ствар

Велике количине новца троше владине агенције попут НАСА-а да претражују небо сателитским телескопима попут Хабла и Кеплера.Ови опсеги и остали на земљи пружају невероватну, дубоку свемирску дигиталну фотографију светлости, као и друге таласне дужине у електромагнетном спектру - ствари попут радио и микро таласа, и високофреквентно зрачење, попут гама и рендгенских зрака.Али све ове слике подлежу истим ограничењима која су раније разматрана.Они су снимци у времену.Ограничено снимање рендгенских зрака је исто као и ограничена слика видљиве светлости.Ако би слике могле бити "побољшане", фотографисање у дубоком простору би било лако за било кога и за све.Ако можете "побољшати" слику тако што ћете зумирати на лицу у публици, зашто не изађите напоље, направите снимак неба и "побољшати" то да бисте видели детаље на плутону земље?Ако је то било могуће, слика - било која слика - може садржати све податке о слици у свемиру .

Да ли је могуће корисно побољшање слике?

Једноставно зато што је начин на који је написано писмо на слици приказивање побољшања слике погрешно, погрешно, погрешно, не значи да графички програми нису корисни алати за овакав проблем.Све док информације буду заправо унутар слике, нека врста "побољшања" може олакшати приказ.Узми, на пример, ову мрачну, сењену слику, осветљену да прикаже детаље унутар сјене.Овај тип "побољшања" је стваран и доступан свима који имају рачунар.Разлика је у томе што подаци већ постоје - ми само гледамо на други начин.Наше очи не могу видети( у зависности од вашег монитора) детаљ у лицу са леве стране.Али "побољшана" верзија на десној страни показује доста детаља у сенци, што нам даје бољу слику његовог лица.

Дакле, ФБИ највероватније нема чаробне Пхотосхопове моћи и не можете снимати мале зелене људе који живе на Плутону са својим фунсавером.Не верујте свему што видите на ТВ-у!

Кредити за слике: Харрисон Форд из Фиревалл-а који се користи без дозволе, претпоставља се поштена употреба.Светло писање БлоомсЕиеВиев , Цреативе Цоммонс.Гарбаге би Едитор Б , Цреативе Цоммонс.ИМГ1189б от ХооверСтреетСтудиос , Цреативе Цоммонс.