停止相信电视的谎言:关于“增强”图像的真实真相

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你已经看到它一遍又一遍。 联邦调查局使用他们先进的技术来“提高”一个模糊的图像,并找到一个恶棍的脸在最糟糕的可能的镜头。 好吧,How-To Geek是他们的诈唬。 阅读,看看为什么。

它是电视和电影中最常见的热带之一,但是政府机构可能真的有技术找到只有模糊像素的面孔吗? 我们将提出这样的论点,不仅是使用当前技术是不可能的,但它不可能永远是一种我们将看到的技术。 坚持看看我们把这个比喻放在科学和技术的镜头下,证明它一劳永逸。

如何成像和光证明所有图片有限

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所有成像技术,无论是数字还是模拟,都工作方式大致相同。 让我们考虑一下相机。 当光(我们称为Photon的粒子)与某种图像创建介质交互时,所有相机创建某种图像。 在数码相机中,它是一个光电传感器。 在电影摄影机中,它是化学处理的,光敏胶片。

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它可能让你惊讶地知道,基于电影的相机可以捕捉更多的细节,甚至超高分辨率数码相机。 但是即使使用胶片照相机,也只能在胶片上记录有限数量的光。 对于任何成像装置(无论是视频记录器,数字照相机还是平板扫描器)也是如此。 并且由于在有限的时间段(通常为几分之一秒,在相机的情况下)拍摄任何图片,因此对于任何捕获的图像的细节必然有上限。

在数字成像中,该上限通常与相机或设备的天花板 - 例如相机内部的传感器能​​够检测的像素的数量有关。 这是关于设备本身的限制,并且与到达照相机中的介质的有限量的光的问题略有不同。 简单来说,没有相机,无论如何先进,具有无限的分辨率。

所有数据是其他数据的产物 - 垃圾,垃圾

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计算机是有趣的机器,但他们不是没有他们的限制。 大多数人误解计算机的事情之一是,他们真的不能创建“新”信息,他们只是创造“不同”的信息。 在数学中,当一个方程的一部分在另一部分被告时,它被称为一个函数。 当Y = X + 1时,Y是X的函数。无论如何,X是Y直接相关。

计算机以类似的方式运行。 你可以给计算机一个巨大的随机字母和一个字典的文本文件,并告诉它把这些有限的字母排列成字典中的单词。 这是因为最终产品可以分解成一组随机字母,字典中的单词和从另一个创建一个的方向的函数。

想象你在你的电脑上做代数作业。 将一系列数字插入到“Y = X + 1”方程式中。 首先,X = 1,所以1 + 1 = 2.但是,如果你按错了键,并输入错误的数字会发生什么? 你还能得到正确的答案吗? 如果你想说X = 1,但打字X = 11,电脑还会给你正确的答案吗? 问题是,当然,荒谬。 这就是“垃圾入,垃圾出”的概念。换句话说,错误的数据将给出错误的答案。

像我们的方程,“增强”图像是原始图像的函数。 当你开始使用模糊或像素化的图像(或者甚至是一个清晰的,对于这一点),没有量的过滤器或计算机魔法可以将信息从信息根本不存在的地方。 正如“1 + 11”永远不会导致“2”,有限的图像永远不会导致所谓的“增强”版本。

为什么没有函数从没有创建数据

你可能会问这个问题:“不可能创建一个可以为坏图片添加细节的函数?”嗯,我们不太可能很快创建一个。 只是因为我们认为像素的排列是一个面孔并不意味着它是一个真正的脸。 面部部分是我们对这些数据的看法 - 我们实际上只是看数据! 拍摄图像数据并将其转换为“更好”的数据是不可能的。 从无意义的数据中创建一个特定的人脸的功能需要最终产品的实际知识 - 你需要知道实际的人的脸,以便在模糊的图像中“找到”它,这种方式打败了点的这种想象的技术。

可以从垃圾图像数据创建某种类似面部的图像,但这并不意味着该产品将是相关的。 它可能创建一个实际上看起来不像实际在那里的人的脸。 它更可能只是创建一个像素的质量只是看起来像一个“不同的”版本的那些。 在电视逻辑中,有一个锁在这个图像背后的脸,好人们只是想找到一个方法来达到它。 在现实中,它只是数据,任何功能,重新创建被拍摄的照片的情况已经有它的信息。

如何知道政府秘密不做这不可能的事

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NASA等政府机构花费了大量资金,用哈勃和开普勒这样的卫星望远镜搜索天空。 这些范围和地球上的其他人提供惊人的深空间数字摄影的光,以及电磁光谱中的其他波长 - 例如收音机和微波,以及高频辐射,如伽玛和x射线。 但所有这些图像都受到前面讨论的同样的限制。 他们是时间的快照。 X射线的有限成像与可见光的有限成像相同。 如果图像可以“增强”,深空拍摄将容易为任何人和每个人做。 如果你可以通过放大人群中的一张脸来“增强”图像,为什么不去外面,拍摄天空的快照,并“增强”它看到冥王星地面的细节? 如果这是可能的,图像的任何图像,可以想见,包含在宇宙中的所有图像数据

实际有用的图像增强可能吗?

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简单地说,因为写作呈现图像增强是错误的,错误的,错误的方式,并不意味着图形程序不是这种问题的有用的工具。 只要信息实际上在图像内,某种“增强”可以使得更容易看到。 例如,这个黑暗,阴影的图像,照亮在阴影内显示细节。 这种类型的“增强”是真实的,任何人都可以使用计算机。 区别是数据已经存在了,我们只是看着它不同的方式。 我们的眼睛看不到(根据你的显示器)在左边的脸的细节。 但右边的“增强”版本给我们显示了大量的细节,给我们一张更好的照片。


所以FBI很可能没有魔术Photoshop的力量,你不能拍摄的冥王星上的小绿色男人的照片与你的funsaver。 不要相信你在电视上看到的一切!

图片来源:哈里森·福特从防火墙未经许可使用,假定合理使用。 光写作 BloomsEyeView ,知识共享。 垃圾 主编乙 ,知识共享。 IMG1189b由 HooverStreetStudios ,知识共享。

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