211service.com
Algoritmen, der forvrider brudte billeder
Tag en hammer til et spejl, og du vil knække det billede, den producerer, såvel som glasset. Bliv ved med at smadre, og billedet bliver mere ødelagt. Når glasstykkerne er på størrelse med glitter, vil reflekserne være tilfældige og billedet uigenkendeligt.
Det er let at forestille sig, at det ville være tæt på umuligt at rekonstruere dette billede. Ikke så, siger Zhengdong Zhang og venner på Massachusetts Institute of Technology i Cambridge. I dag afslører disse fyre SparkleVision, en billedbehandlingsalgoritme, der samler det smadrede billede igen.
Problemet, som Zhang og co angriber, er at finde ud af indholdet af et billede, der reflekteres fra en skærm dækket af glitter. Fremgangsmåden er at fotografere glitteret og derefter bearbejde det resulterende billede på en måde, der forvrider billedet.
Det viser sig, at der er en ligetil måde at gribe dette an på. Zhang og co betragter hvert stykke glitter som et tilfældigt orienteret mikrospejl. Så lyset fra billedet rammer et mikrospejl og reflekteres til en sensor inde i kameraet.
Det betyder, at der er en simpel kortlægning fra hver pixel i det originale billede til en sensor i kameraet. Opgaven er at bestemme denne kortlægning for hver pixel. Der eksisterer en fremadgående scrambling-matrix, og i princippet kan vi finde dens omvendte og unscramble billedet, siger de.
For at finde denne unscrambling matrix, shiner Zhang og co et sæt testbilleder på glitterskærmen og registrerer, hvor pixels i det originale billede ender i kameraet.
Ud fra dette kan de oprette en algoritme, der dekrypterer ethvert andet billede placeret på nøjagtig samme sted som testbillederne. De kalder denne algoritme SparkleVision.
Det er et praktisk stykke software, der kunne have interessante applikationer til at hente billeder, der reflekteres fra glitterlignende overflader, såsom visse typer løv, våde overflader, metaller og så videre.
Og Zhang og co håber at gøre softwaren mere nyttig. I sin nuværende inkarnation kan softwaren kun dekryptere billeder placeret på den nøjagtige placering af testbillederne. Men i teorien skulle testbillederne give nok data til at dekode billeder fra enhver del af lysfeltet. Dermed kunne vores system naturligvis udvides til at fungere som et lysfeltskamera, siger de.
Værket er en del af en voksende krop, der i øjeblikket revolutionerer fotografi og billedbehandling. Andre forskere har fundet ud af, hvordan man kan dekode billeder fra alle slags forvrængede refleksioner og overflader, nogle gange endda uden at bruge linser.
Disse såkaldte tilfældige kameraer udvider optikspecialisternes muligheder dramatisk. Og SparkleVision ser ud til at tage sin plads blandt dem.
Ref: http://arxiv.org/abs/1412.7884 : SparkleVision: At se verden gennem tilfældige spejlende mikrofacetter