Prenehajte verjeti TV Lies Real Truth About krepitev slike

Videli ste ga znova in znova. FBI uporablja svojo napredno tehnologijo, da »poveča« zamegljeno podobo in najde obraze zločinca v najslabšem možnem posnetku. No, How-To Geek kliče njihov blef. Preberite o tem, zakaj.

To je ena najpogostejših tropov v televiziji in filmih, vendar obstaja možnost, da bi vladna agencija res imela tehnologijo, da bi našla obraze, kjer so samo zamegljeni piksli? Mi bomo trdili, da je ne le nemogoče s sedanjo tehnologijo, temveč je zelo malo verjetno, da bo kdaj koli tehnologija. Drži se, da vidiš, kako ta trope postavljamo pod stekla znanosti in tehnologije, in dokažeš, da je enkrat za vselej narobe.

Kako slikanje in dokazovanje svetlobe Vse slike so omejene

Vse slikovne tehnologije, digitalne ali analogne, delujejo približno enako. Na trenutek pomislimo na kamere. Vse kamere ustvarjajo nekakšno sliko, ko svetloba (delci, ki jih imenujemo fotoni) sodelujejo z nekakšnimi mediji, ki ustvarjajo sliko. Pri digitalnih fotoaparatih je to fotoelektrični senzor. V filmskih fotoaparatih je to kemično obdelan film, ki je občutljiv na svetlobo.

Morda vas bo presenetilo, da lahko filmske kamere zajamejo več podrobnosti kot digitalni fotoaparati z izjemno visoko ločljivostjo. Tudi s filmsko kamero je na filmu mogoče posneti le omejeno količino svetlobe. Enako velja za vsako slikovno napravo, naj bo to video snemalnik, digitalni fotoaparat ali ploski skener. In ker je vsaka slika posneta v omejenem časovnem obdobju (običajno v sekundah, v primeru kamer), je nujno zgornja meja za podrobnost vsake zajete slike.

Pri digitalni sliki je ta zgornja meja pogosto povezana s stropom, ki ga ima kamera ali naprava - na primer število slikovnih pik, ki jih senzorji v fotoaparatu lahko zaznajo. To je vse v zvezi z omejitvami same naprave in se nekoliko razlikuje od problema končne količine svetlobe, ki doseže medij v fotoaparatu. Preprosto povedano, nobena kamera, ne glede na to, kako napredna, ima neskončno zmogljivost za reševanje.

Vsi podatki so produkt drugih podatkov v smeti, v smeti

Računalniki so zanimivi stroji, vendar niso brez svojih omejitev. Ena od stvari, ki jih večina ljudi napačno razume o računalnikih, je, da dejansko ne morejo ustvariti »novih« informacij, ampak samo ustvarjajo »različne« informacije. V matematiki, ko je en del enačbe obtoženec na drugem delu, se imenuje funkcija. Ko je Y = X + 1, je Y funkcija X. Ne glede na to, ali je X, je Y neposredno povezan.

Računalniki delujejo na podoben način. Računalnik lahko dobite z veliko besedilno datoteko naključnih črk in slovarja ter mu povejte, da se ti omejeni niz črk razporedi v besede iz slovarja. To deluje, ker je končni izdelek mogoče razdeliti v funkcijo niza naključnih črk, besed iz slovarja in navodil za ustvarjanje enega od drugega..

Predstavljajte si, da na svojem računalniku delate domače naloge. V enačbo »Y = X + 1« vključite niz številk. Prvič, X = 1, torej 1 + 1 = 2. Toda kaj bi se zgodilo, če bi pritisnili napačne ključe in vnesli napačne številke? Bi še vedno dobili pravilen odgovor? Če bi rekli X = 1, vendar bi vnesli X = 11, bi vam računalnik še vedno dal pravilen odgovor? Vprašanje je seveda neumno. To je pojem »Smeti v smeti, odpadki«. Z drugimi besedami, napačni podatki bodo dali napačen odgovor.

Tako kot naša enačba, so "izboljšane" slike funkcija izvirne slike. Ko začnete z zamegljenim ali pixelated sliko (ali celo ostro čisto, za to zadevo) nobena količina filtrov ali računalniške čarovnije ne more navesti informacij iz mesta, kjer informacije preprosto ne obstajajo. Tako kot »1 + 11« ne bo nikoli povzročilo »2«, omejena slika ne bo nikoli imela tako imenovane »izboljšane« različice.

Zakaj ni funkcije za ustvarjanje podatkov iz nič

Morda boste postavili vprašanje, "Ali ni mogoče ustvariti funkcije, ki lahko dodajo podrobnosti slabi sliki?" No, verjetno ne bomo kmalu ustvarili enega. Preprosto zato, ker prepoznamo razporeditev slikovnih pik kot obraz, to ne pomeni, da je dejansko obraz. Obrazni del je naše dojemanje teh podatkov - v resnici gledamo le podatke! Prevzemanje slikovnih podatkov in preoblikovanje v "boljše" podatke je nemogoče. Funkcija, ki ustvari nekaj tako specifičnega kot človeški obraz iz neumnih podatkov, bi zahtevala dejansko znanje o končnem izdelku - poznati bi moral obraz osebe, da bi jo »našel« v zamegljeni podobi, ki nekako premaga točko. te imaginarne tehnologije.

Iz slikovnih podatkov o smeti je mogoče ustvariti nekakšno obrazno podobo, vendar to ne pomeni, da bo ta izdelek ustrezen. To lahko ustvari obraz, ki dejansko ne izgleda kot oseba, ki je bila dejansko tam. Bolj verjetno bi samo ustvarili množico slikovnih pik, ki so videti kot "drugačna" različica tega, kar je tam. V televizijski logiki je za to podobo zaklenjen obraz in dobri fantje bodo preprosto našli način, kako priti do njega. V resnici je to le podatek in vsaka funkcija, ki ponovno ustvari okoliščine fotografije, ki se snema, ima to informacijo že v sebi.

Kako vedeti, da vlada na skrivaj ne dela tega nemogoče

Vladne agencije, kot je NASA, porabijo veliko denarja za iskanje neba s satelitskimi teleskopi, kot sta Hubble in Kepler. Ti področji in drugi na Zemlji zagotavljajo neverjetno, globoko vesoljsko digitalno fotografijo svetlobe in tudi druge valovne dolžine v elektromagnetnem spektru - stvari, kot so radio in mikro valovi, in visoko frekvenčno sevanje, kot so gama in rentgenski žarki. Vendar pa so vse te slike podvržene enakim omejitvam, o katerih smo govorili prej. To so časovni posnetki. Omejeno slikanje rentgenskih žarkov je enako kot omejeno slikanje vidne svetlobe. Če bi slike lahko »okrepili«, bi bilo fotografiranje globokih prostorov preprosto za vsakogar in vsakogar. Če lahko »povečate« sliko tako, da povečate obraz v množici, zakaj ne bi šli ven, posneli nebo in ga »povečali«, da bi videli podrobnosti na tleh Plutona? Če bi bilo to mogoče, bi lahko vsebovala sliko - vsako sliko vse slikovne podatke v vesolju.

Ali je dejanska uporabna izboljšava slike mogoča?

Preprosto zato, ker je način pisanja trope napačno, napačno, napačno, ne pomeni, da grafični programi niso uporabna orodja za tovrstne težave. Dokler so informacije dejansko znotraj slike, bi lahko kakšno »izboljšanje« olajšalo vpogled. Vzemite, na primer, to temno, senčno sliko, ki je osvetljena in prikazuje podrobnosti v senci. Ta vrsta »izboljšave« je resnična in dostopna vsem, ki imajo računalnik. Razlika je v tem, da so podatki že tam - samo gledamo na to na drugačen način. Naše oči ne vidijo (odvisno od vašega monitorja) podrobnosti na obrazu na levi. Toda »okrepljena« različica na desni nam kaže veliko podrobnosti v senci, kar nam daje boljšo sliko njegovega obraza.

Torej FBI najverjetneje nima čarobnih pooblastil Photoshopa in ne moreš slikati majhnih zelenih moških, ki živijo na Plutonu, s svojim funsaverjem. Ne verjemite v vse, kar vidite na televiziji!

Image Krediti: Harrison Ford iz Firewalla, ki se uporablja brez dovoljenja, je prevzel pošteno uporabo. Pisanje svetlobe BloomsEyeView, Creative Commons. Garbage by Urednik B, Creative Commons. IMG1189b za HooverStreetStudios, Creative Commons.