Dienstag, 12. April 2011

Stop Believing TV Lies: The Real Truth About "Verbessern" Bilder

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Du hast es gesehen über und über. Das FBI nutzt deren fortschrittliche Technologie zu "verbessern" ein verschwommenes Bild, und wo ein Bösewicht das Gesicht in die denkbar schlechteste Material. Nun, How-To Geek ruft ihre Bluff. Lesen Sie weiter, um zu sehen, warum.

Es ist eines der häufigsten Tropen in Fernsehen und Kino, aber gibt es keine Möglichkeit einer staatlichen Behörde wirklich könnte die Technologie, um herauszufinden, Gesichter, wo es nur verschwommen Pixel? Wir machen das Argument, dass nicht nur ist es unmöglich, den Stand der Technik, aber es ist sehr unwahrscheinlich, dass jemals eine Technologie, die wir jemals sehen werden. Stick, um zu sehen uns setzen diese Trope unter die Linsen von Wissenschaft und Technologie, und beweisen Sie es falsch ein für allemal.

Wie Imaging and Light Beweisen Alle Bilder sind begrenzt

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Alle bildgebenden Verfahren, entweder digital oder analog, alle Arbeiten rund die gleiche Weise. Lassen Sie uns über Kameras für einen Moment zu denken. Alle Kameras schaffen eine Art von Bild, wenn Licht (Photonen Teilchen wir nennen) interagieren mit irgendeiner Art von Bild zu schaffen Medien. Bei Digitalkameras ist es eine Lichtschranke. In Filmkameras, es ist ein chemisch behandelt, lichtempfindlichen Filmstreifen.

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Es mag Sie überraschen zu wissen, dass Film-basierten Kameras können mehr Details als auch extrem hochauflösende Digitalkameras erfassen. Aber selbst mit einer Filmkamera, kann nur eine begrenzte Menge an Licht auf dem Film aufgezeichnet werden. Das gleiche gilt bei allen bildgebenden Gerät, sei es ein Videorecorder, eine Digitalkamera oder einen Flachbettscanner. Und da jedes Bild in einer endlichen Zeit (in der Regel von Bruchteilen einer Sekunde, im Falle von Kameras) getroffen wird, gibt es zwangsläufig eine obere Grenze für das Detail eines aufgenommenen Bildes.

In der digitalen Bildbearbeitung, dass obere Grenze hat man oft mit der Decke machen die Kamera oder das Gerät hat, die Anzahl der Pixel der Sensoren im Inneren der Kamera sind in der Lage zu erkennen, zum Beispiel. Das ist alles über die Grenzen des Gerätes selbst, und ist etwas anders als das Problem einer endlichen Menge an Licht, das Erreichen der Medien in der Kamera. Einfach gesagt, keine Kamera, egal wie fortgeschritten, hat eine unendliche Kapazität für Auflösung.

Alle Daten ist ein Produkt von anderen Daten-Müll rein, Müll raus

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Computer sind Maschinen interessant, aber sie sind nicht ohne Einschränkungen. Einer derDinge die meisten Menschen über Computer missverstehen ist, dass sie nicht wirklich in der Lage die Schaffung von "neuen" Informationen, sondern nur von zu schaffen "anders" Informationen zu sortieren. In der Mathematik, wenn man Teil einer Gleichung Beklagte ist auf einem anderen Teil, es ist eine Funktion aufgerufen. Wenn Y = x +1, y eine Funktion von X. Wie auch immer, X, Y direkt korreliert.

Computer funktionieren auf ähnliche Weise. Sie können einem Computer eine große Textdatei mit zufälligen Buchstaben und ein Wörterbuch, und sage es denen begrenzte Anzahl von Buchstaben zu Wörtern aus dem Wörterbuch liegt. Das funktioniert, weil das Endprodukt kann in Abhängigkeit von der Menge der zufälligen Buchstaben, die Worte aus dem Wörterbuch, und die Richtungen voneinander zu schaffen gebrochen werden.

Stellen Sie tun Algebra Hausaufgaben auf Ihrem Computer. Sie stecken in einer Reihe von Zahlen in den "Y = X +1"-Gleichung. Erstens, X = 1, so 1 + 1 = 2 ist. Aber was würde passieren, wenn Sie die falschen Tasten gedrückt, und geben Sie die falschen Zahlen? Würden Sie immer noch die richtige Antwort? Wenn Sie soll X = 1 sagen, aber getippt X = 11, würde der Computer immer noch geben Ihnen die richtige Antwort? Die Frage ist natürlich absurd. Dies ist das Konzept der "Garbage in, garbage out." Mit anderen Worten, die falschen Daten wird die falsche Antwort zu geben.

Wie unsereGleichung "enhanced" Bilder sind eine Funktion des ursprünglichen Bildes. Wenn Sie mit einem verschwommen oder verpixelt Bildes (oder einem scharfen sauber ein, für diese Angelegenheit) keine Menge von Filtern oder Computer Magie kann Informationen entlocken einem Ort, wo die Informationen einfach nicht vorhanden zu starten. So wie "1 + 11" wird nie in "2", eine begrenzte Bild wird niemals in der sogenannten "enhanced" Version Ergebnis führen.

Deshalb gibt es keine Funktion, um Daten aus dem Nichts erschaffen

Man könnte die Frage stellen: "Ist das nicht möglich ist, eine Funktion, die anzeigen, ein schlechtes Bild hinzufügen können erstellen?" Nun, wir sind wahrscheinlich nicht zu einem jederzeit schnell zu erstellen. Ganz einfach, weil wir eine Anordnung der Pixel als ein Gesicht erkennen, bedeutet nicht, dass es eine tatsächliche Gesicht ist. Das Gesicht ist Teil unserer Wahrnehmung, dass nur Daten suchen wir in der Tat an Daten! Um Bilddaten und wandeln esin "besseren" Daten ist eine Unmöglichkeit. Eine Funktion, die etwas so spezifisch wie ein menschliches Gesicht von Unsinn Daten erzeugt würde tatsächliche Kenntnis des Endprodukts Anforderungen müssten Sie die tatsächliche Person ins Gesicht zu kennen, um zu "finden" in der verschwommenes Bild, welche Art von Niederlagen der Punkt dieser imaginären Technik sowieso.

Es kann möglich sein, eine Art von Gesicht-ähnliche Bild von Müll Bilddaten erzeugen, aber dies bedeutet nicht, dass das Produkt relevant sein werden. Es könnte ein Gesicht, das nicht wirklich so etwas wie die Person, die tatsächlich dort war. Es wäre eher nur eine Masse von Pixeln, die Art wie eine "andere" Version von dem, was es sieht. Im TV-Logik, es gibt ein Gesicht hinter dem Bild verschlossen, und die Guten sind einfach gehen, einen Weg zu finden um es zu bekommen. In Wirklichkeit ist es nur Daten-und jede Funktion, die die Umstände der ein Foto geschossen erschafft bereits, dass die Informationen in sich.

Wie erlangt man Erkenntnisse der Regierung heimlich tun dies nicht unmögliche Sache

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Viel Geld wird von Behörden wie der NASA ausgegeben, um den Himmel mit satellitengestützter Teleskope wie das Hubble-und des Kepler suchen. Diese und andere Bereiche auf der Erde liefern erstaunlich, Deep Space digitale Fotografie des Lichts, und auch andere Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums-Dinge wie Radio-und Mikrowellen und Hochfrequenz-Strahlung, wie Gamma-und Röntgenstrahlen. Aber alle diese Bilder unterliegen den gleichen Beschränkungen früher diskutiert. Sie sind Momentaufnahmen in der Zeit. Eine begrenzte Darstellung von Röntgenstrahlen ist die gleiche wie eine begrenzte Bildgebung des sichtbaren Lichts. Wenn Bilder könnten "enhanced" Deep Space Fotografie wäre leicht für jedermann zu machen. Wenn Sie "verbessern" ein Bild durch Zoomen in ein Gesicht in einer Menschenmenge, warum nicht nach draußen gehen, eine Momentaufnahme des Himmels, und "verbessern", um die Details auf dem Boden des Pluto sehen? Wenn dies möglich war, ein Bild-beliebiges Bild-denkbar enthalten alle Bilddaten im Universum.

Ist tatsächlich nutzbare Image Enhancement möglich?

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Ganz einfach, weil die Art und Weise Trope-durchlöchert schriftlich präsentiert Bildverbesserung ist falsch, falsch, falsch, bedeutet nicht, dass Grafik-Programme nicht sind nützliche Werkzeuge für diese Art von Problem. Solange die Informationen tatsächlich im Bild könnte eine Art "Erweiterung" machen es leichter zu sehen. Nehmen wir zum Beispiel, diese dunklen, schattigen Bild, beleuchtet zum Detail in den Schatten zu zeigen. Diese Art von "Enhancement" ist real und verfügbar zu jedermann mit einem Computer. Der Unterschied ist, die Daten bereits vorhanden ist, we're einfach nur Lust auf eine andere Weise. Unsere Augen nicht sehen kann (abhängig von Ihrem Monitor) das Detail im Gesicht auf der linken Seite. Aber die "enhanced" Version auf der rechten Seite zeigt uns viele Details im Schatten, die uns ein besseres Bild von seinem Gesicht.

Also das FBI höchstwahrscheinlich keine Magie Photoshop Befugnisse, und Sie können keine Bilder von den kleinen grünen Männchen leben auf Pluto mit Ihrem funsaver. Glauben Sie nicht alles, was Sie im Fernsehen sehen!

Bildnachweis: Harrison Ford aus Firewall ohne Genehmigung verwendet, angenommen fair use. Light Writing von [BloomsEyeView: http://www.flickr.com/photos/zakisbetter/] Auf Lager. Garbage von [Editor B: http://www.flickr.com/photos/editor/] Creative Commons. IMG1189b von [HooverStreetStudios: http://www.flickr.com/photos/thepaco/], CreativeCommons.

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