Виждал си го отново и отново. ФБР използва своята съвременна технология, за да "подобри" размазаното изображение и да намери лице на злодей в най-лошия възможен кадър. Е, "Как да" Гейк нарича блъф. Прочетете нататък, за да разберете защо.
Това е един от най-разпространените тропи в телевизията и филмите, но има ли някаква възможност правителствена агенция наистина да има технология, за да открие лица, където има само замъглени пиксели? Ще направим аргумента, че не само е невъзможно с настоящите технологии, но е малко вероятно да бъде някога технология, която някога ще видим. Задръжте наоколо, за да видите, че поставяме тази тропа под лещите на науката и технологиите и доказваме, че това е грешно веднъж завинаги.
Всички технологии за изображения, цифрови или аналогови, работят грубо по същия начин. Да помислим за камерите за момент. Всички фотоапарати създават някакъв вид изображение, когато светлина (частици, които наричаме фотони) взаимодейства с някакъв вид изображение, създаващо мултимедия. В цифровите фотоапарати това е фотоелектричен сензор. При филмовите фотоапарати тя е химически обработена, чувствителна към светлина лента от филм.
Може да ви изненада да знаете, че филмовите фотоапарати могат да заснемат повече детайли от цифровите фотоапарати с изключително висока резолюция. Но дори и с филмова камера, на филма може да се запише само ограничено количество светлина. Същото важи и за всяко устройство за изображения, независимо дали става дума за видеорекордер, цифров фотоапарат или плосък скенер. И тъй като всяка снимка се прави в ограничен период от време (обикновено фракции от секунда, в случай на камери), задължително има горна граница на детайлите на всяко заснемено изображение.
При цифровите изображения тази горна граница често е свързана с тавана на камерата или устройството - броя на пикселите, които сателитите вътре в камерата са способни да откриват, например. Това е всичко за границите на самото устройство и е малко по-различно от проблема с ограничено количество светлина, достигащо до носителя в камерата. Казано просто, няма камера, без значение колко напреднала, има безкраен капацитет за разрешаване.
Компютрите са интересни машини, но те не са без ограничения. Едно от нещата, които повечето хора погрешно разбират за компютрите, е, че те всъщност не са в състояние да създават "нова" информация, а просто създават "различна" информация. В математиката, когато една част от уравнението е ответник от друга част, това се нарича функция. Когато Y = X + 1, Y е функция на X. Каквото и да е, X е, Y е директно свързан.
Компютрите работят по подобен начин. Можете да дадете на компютъра огромен текстов файл с произволни букви и речник и да го кажете да подреди тези ограничени комплекти от букви от речника. Това работи, защото крайният продукт може да се раздели на функция от набора от произволни букви, думите от речника и упътванията, за да се създаде един от друг.
Представете си, че правите домашна работа по алгебра на компютъра си. Включвате серия от числа в уравнението "Y = X + 1". Първо, X = 1, така че 1 + 1 = 2. Но какво би станало, ако натиснахте грешните клавиши и въведете грешните номера? Бихте ли все пак да получите правилния отговор? Ако искахте да кажете X = 1, но въвели X = 11, щеше ли компютърът да ви даде правилния отговор? Въпросът, разбира се, е абсурден. Това е понятието "боклук, боклук". С други думи, грешните данни ще дадат грешен отговор.
Подобно на нашето уравнение, "подобрените" изображения са функция на оригиналното изображение. Когато започнете с размазано или пикселизирано изображение (или дори с чисто чисто число), никакво количество филтри или компютърна магия не може да събере информация от място, където информацията просто не съществува. Точно както "1 + 11" никога няма да доведе до "2", ограниченото изображение никога няма да доведе до така наречената "подобрена" версия.
Може да зададете въпроса: "Не може ли да се създаде функция, която да добавя подробности към лошо изображение?" Е, скоро няма да създадем такъв. Просто защото разпознаваме подреждането на пиксели като лице не означава, че това е истинско лице. Частта на лицето е нашето възприятие за тези данни - ние всъщност гледаме само на данни! За да се вземат данни от изображения и да се трансформират в "по-добри" данни е невъзможно. Функция, която създава нещо толкова специфично, колкото човешко лице от глупости, ще изисква истинско познаване на крайния продукт - ще трябва да познавате лицето на действителното лице, за да го "намерите" в неясното изображение, кой вид побеждава точката на тази въображаема технология.
Възможно е да се създаде някакъв вид изображение, подобно на лице, от данните за изображенията на боклука, но това не означава, че този продукт ще бъде подходящ. Може да създаде лице, което всъщност не изглежда като човек, който всъщност е там. По-вероятно би било просто да създадете маса от пиксели, която просто изглежда като "различна" версия на това, което е там. В логиката на телевизията има лице, заключено зад това изображение, и добрите момчета просто ще намерят начин да стигнат до него. В действителност, това са само данни - и всяка функция, която пресъздава обстоятелствата на снимките, които са заснети, вече има тази информация в нея.
Много средства се изразходват от правителствени агенции като НАСА за търсене в небето със спътникови телескопи като "Хъбъл" и "Кеплер".Тези сфери и други на земята осигуряват невероятна, дълбока космическа цифрова фотография на светлината, както и други дължини на вълните в електромагнитния спектър - неща като радио и микро вълни и високочестотно излъчване като гама и рентгенови лъчи. Но всички тези изображения са предмет на същите ограничения, разгледани по-рано. Те са снимки във времето. Ограниченото изобразяване на рентгеновите лъчи е същото като ограниченото изобразяване на видима светлина. Ако изображенията биха могли да бъдат "подобрени", дълбоката космическа фотография би била лесна за всеки и за всички. Ако можеш да направиш изображение, като приближиш лице в тълпата, защо да не излезеш навън, да направиш снимка на небето и да имаш предвид детайлите на земята на Плутон? Ако това е възможно, изображение - всяко изображение - би могло да съдържа всички изображения във Вселената.
Просто защото начинът, по който тропето се зарежда, представянето на изображението е грешно, грешно, погрешно, не означава, че графичните програми не са полезни инструменти за този вид проблеми. Докато информацията всъщност е в образа, някакво "ориентиране" може да улесни виждането. Вземете например това тъмно, сенчесто изображение, осветено, за да покажете подробности в сянката. Този тип "очакване" е реален и достъпен за всеки, който има компютър. Разликата е, че данните вече са налице - ние просто го гледаме по различен начин. Нашите очи не виждат (в зависимост от монитора ви) детайлите от лявата страна. Но версията "подобрена" вдясно ни показва много подробности в сянката и ни дава по-добра картина на лицето му.
Така че ФБР най-вероятно няма магически правомощия на Photoshop и не можете да правите снимки на малките зелени мъже, живеещи на Плутон, с вашия инструмент. Не вярвайте на всичко, което виждате по телевизията!
Кредити на изображението: Харисън Форд от Firewall, използван без разрешение, приема честна употреба. Светло писане от BloomsEyeView, Creative Commons. Боклук от Редактор Б, Creative Commons. IMG1189b от HooverStreetStudios, Creative Commons.
