Prestanite vjerovati da je TV lagao pravu istinu o poboljšanju slika

Vidjeli ste ga iznova i iznova. FBI koristi svoju naprednu tehnologiju kako bi "pojačao" mutnu sliku i pronašao lice negativca u najgorem mogućem snimku. Pa, How-To Geek zove njihov blef. Čitajte dalje i pogledajte zašto.

To je jedan od najčešćih tropa u televiziji i filmovima, ali postoji li mogućnost da vladina agencija zaista ima tehnologiju za pronalaženje lica gdje postoje samo mutni pikseli? Napravit ćemo argument da ne samo da je to nemoguće uz postojeću tehnologiju, nego je vrlo vjerojatno da nikada neće biti tehnologija koju ćemo ikada vidjeti. Držite se kako biste vidjeli da ovaj trope stavljamo pod leće znanosti i tehnologije i dokažemo da je to jednom zauvijek pogrešno.

Kako slike i svjetlo dokazuju da su sve slike ograničene

Sve tehnologije snimanja, bilo digitalne ili analogne, sve rade otprilike na isti način. Razmislimo o kamerama na trenutak. Sve kamere stvaraju neku vrstu slike kada svjetlo (čestice koje nazivamo fotonima) komuniciraju s nekom vrstom medija koji stvaraju sliku. U digitalnim fotoaparatima to je fotoelektrični senzor. U filmskim kamerama, to je kemijski tretirana, svjetlosno osjetljiva traka filma.

Možda će vas iznenaditi kada znate da kamere na filmu mogu snimiti više detalja nego digitalni fotoaparati visoke razlučivosti. Ali čak i kod filmske kamere, na film se može snimiti samo ograničena količina svjetla. Isto vrijedi i za bilo koji uređaj za snimanje, bilo da se radi o videorekorderu, digitalnoj kameri ili plošnom skeneru. Budući da je svaka slika snimljena u određenom vremenskom razdoblju (obično u dijelovima sekunde, u slučaju kamera), nužno je da postoji gornja granica detalja bilo koje snimljene slike.

Kod digitalnih slika, gornja granica često ima veze sa stropom koji kamera ili uređaj ima - broj piksela koje senzori unutar fotoaparata mogu detektirati, na primjer. To je sve o granicama samog uređaja, i malo se razlikuje od problema konačne količine svjetlosti koja dopire do medija u fotoaparatu. Jednostavno rečeno, nijedna kamera, bez obzira na to koliko je napredna, ima beskonačnu sposobnost rješavanja.

Svi podaci su proizvod ostalih podataka-smeća u, smeća

Računala su zanimljivi strojevi, ali nisu bez svojih ograničenja. Jedna od stvari koju većina ljudi pogrešno shvaća o računalima je da oni zapravo nisu sposobni stvoriti "nove" informacije, već samo stvaraju "različite" informacije. U matematici, kada je jedan dio jednadžbe optuženik na drugom dijelu, to se naziva funkcija. Kada je Y = X + 1, Y je funkcija X. Bez obzira na to je li X, Y izravno korelira.

Računala rade na sličan način. Računalu možete dati golemu tekstualnu datoteku slučajnih slova i rječnika i reći joj da rasporedi ograničeni skup slova u riječi iz rječnika. Ovo djeluje jer se krajnji proizvod može podijeliti u funkciju skupa slučajnih slova, riječi iz rječnika i upute za stvaranje jednog od drugog.

Zamislite da radite domaću zadaću na svom računalu. Priključite niz brojeva u jednadžbu "Y = X + 1". Prvo, X = 1, pa 1 + 1 = 2. Ali što bi se dogodilo ako biste gurnuli pogrešne tipke i unijeli pogrešne brojeve? Biste li još uvijek dobili točan odgovor? Ako ste htjeli reći X = 1, ali upisali X = 11, bi li vam računalo još uvijek dalo točan odgovor? Pitanje je, naravno, besmisleno. To je koncept "smeća u smeće". Drugim riječima, pogrešni podaci će dati pogrešan odgovor.

Kao i naša jednadžba, "poboljšane" slike su funkcija izvorne slike. Kada počnete s mutnom ili pikseliranom slikom (ili čak oštrom čistom slikom), nikakva količina filtara ili računalne magije ne može izvući informacije s mjesta gdje ta informacija jednostavno ne postoji. Kao što "1 + 11" nikada neće rezultirati "2", ograničena slika nikada neće rezultirati takozvanom "poboljšanom" verzijom.

Zašto nema funkcije za stvaranje podataka iz Ništa

Možete postaviti pitanje: "Nije li moguće stvoriti funkciju koja može dodati detalje lošoj slici?" Pa, malo je vjerojatno da ćemo je uskoro stvoriti. Jednostavno zato što prepoznajemo raspored piksela kao lice, to ne znači da je to stvarno lice. Dio lica je naša percepcija tih podataka - zapravo samo gledamo podatke! Preuzeti slikovne podatke i pretvoriti ih u "bolje" podatke je nemoguće. Funkcija koja stvara nešto specifično kao ljudsko lice iz podataka o besmislicama zahtijevala bi stvarno znanje o krajnjem proizvodu - morao bi znati lice osobe u kojoj se nalazi, kako bi je "pronašli" u mutnoj slici, koja vrsta poražava točku ionako te imaginarne tehnologije.

Možda je moguće stvoriti neku vrstu slike nalik na lice iz podataka o smeću, ali to ne znači da će taj proizvod biti relevantan. To bi moglo stvoriti lice koje zapravo ne izgleda ništa slično osobi koja je zapravo bila tamo. Vjerojatno bi samo stvorio masu piksela koja samo izgleda kao "drugačija" verzija onoga što je tamo. U TV logici, iza te slike je zaključano lice, a dobri dečki jednostavno će pronaći način da dođu do njega. U stvarnosti, to su samo podaci - i svaka funkcija koja stvara okolnosti fotografije koja se snima već ima tu informaciju.

Kako znati da Vlada tajno ne čini to nemoguće

Vladine agencije poput NASA-e troše mnogo novca kako bi pretražile nebo pomoću satelitskih teleskopa poput Hubblea i Keplera. Ovi opsezi i drugi na zemlji pružaju nevjerojatnu, duboko svemirsku digitalnu fotografiju svjetla, kao i druge valne duljine u elektromagnetskom spektru - stvari kao što su radio i mikro valovi, i visokofrekventno zračenje, kao što su gama i x-zrake. No, sve ove slike podliježu istim ograničenjima o kojima smo ranije raspravljali. To su snimke na vrijeme. Ograničeno snimanje rendgenskih zraka je isto kao i ograničeno snimanje vidljive svjetlosti. Ako se slike mogu "poboljšati", fotografiranje u dubokom svemiru bilo bi lako za svakoga i za sve. Ako možete "pojačati" sliku zumiranjem lica u gomili, zašto ne biste izašli van, snimili nebo i "pojačali" ga da biste vidjeli pojedinosti na tlu Plutona? Ako je to moguće, neka slika - svaka slika - može sadržavati sve slikovne podatke u svemiru.

Je li stvarna korisna poboljšanja slike moguća?

Jednostavno zato što način pisanja tropeom predstavlja pogrešku, pogrešno, pogrešno, ne znači da grafički programi nisu korisni alati za ovu vrstu problema. Sve dok je informacija zapravo unutar slike, neka vrsta "poboljšanja" može olakšati uvid. Uzmimo, na primjer, ovu tamnu, zasjenjenu sliku, osvijetljenu da pokaže detalje u sjeni. Ova vrsta "poboljšanja" je stvarna i dostupna svima s računalom. Razlika je u tome što su podaci već tamo - samo ga gledamo na drugačiji način. Naše oči ne mogu vidjeti (ovisno o vašem monitoru) pojedinosti na licu s lijeve strane. No, "poboljšana" verzija s desne strane pokazuje nam mnogo detalja u sjeni, dajući nam bolju sliku njegovog lica.

FBI najvjerojatnije nema čarobne Photoshopove moći i ne možete fotografirati male zelene ljude koji žive na Plutonu sa svojim funsaver. Ne vjerujte svemu što vidite na TV-u!

Image Krediti: Harrison Ford iz Firewalla koji se koristi bez dopuštenja, pretpostavio je poštenu upotrebu. Pisanje svjetla BloomsEyeView, Creative Commons. Garbage by Urednik B, Creative Commons. IMG1189b od HooverStreetStudios, Creative Commons.