Deje de creer que la televisión miente la verdad sobre las imágenes mejoradas

Lo has visto una y otra vez. El FBI usa su avanzada tecnología para "mejorar" una imagen borrosa y encontrar la cara de un villano en la peor grabación posible. Bueno, How-To Geek está llamando a su farol. Sigue leyendo para ver por qué.

Es uno de los tropos más comunes en televisión y películas, pero ¿existe alguna posibilidad de que una agencia gubernamental realmente tenga la tecnología para encontrar rostros donde solo haya píxeles borrosos? Argumentaremos que no solo es imposible con la tecnología actual, sino que es muy poco probable que alguna vez sea una tecnología que veamos. Quédate para ver cómo ponemos este tropel bajo las lentes de la ciencia y la tecnología, y demuestra que está mal de una vez por todas..

Cómo las imágenes y la luz demuestran que todas las imágenes son limitadas

Todas las tecnologías de imágenes, ya sean digitales o analógicas, funcionan aproximadamente de la misma manera. Pensemos en las cámaras por un momento. Todas las cámaras crean algún tipo de imagen cuando la luz (las partículas que llamamos fotones) interactúan con algún tipo de imagen creando medios. En cámaras digitales, es un sensor fotoeléctrico. En cámaras de película, es una tira de película sensible a la luz y tratada químicamente..

Puede que le sorprenda saber que las cámaras basadas en películas pueden capturar más detalles que incluso las cámaras digitales de resolución extremadamente alta. Pero incluso con una cámara de película, solo se puede grabar una cantidad limitada de luz en la película. Lo mismo ocurre con cualquier dispositivo de imágenes, ya sea una grabadora de video, una cámara digital o un escáner de superficie plana. Y dado que cualquier imagen se toma en un período de tiempo finito (normalmente fracciones de segundo, en el caso de las cámaras), necesariamente hay un límite superior al detalle de cualquier imagen capturada..

En imágenes digitales, ese límite superior a menudo tiene que ver con el techo que tiene la cámara o el dispositivo, por ejemplo, la cantidad de píxeles que los sensores dentro de la cámara son capaces de detectar. Esto tiene que ver con los límites del dispositivo en sí, y es ligeramente diferente al problema de una cantidad finita de luz que llega a los medios de la cámara. En pocas palabras, ninguna cámara, por muy avanzada que sea, tiene una capacidad infinita de resolución.

Todos los datos son un producto de otros datos: entrada de basura, salida de basura

Las computadoras son máquinas interesantes, pero no están exentas de limitaciones. Una de las cosas que la mayoría de la gente malinterpreta acerca de las computadoras es que en realidad no son capaces de crear información "nueva", simplemente crean información "diferente". En matemáticas, cuando una parte de una ecuación es acusada en otra parte, se llama función. Cuando Y = X + 1, Y es una función de X. Sea lo que sea, X es, Y está directamente correlacionada.

Las computadoras operan de manera similar. Puede darle a una computadora un archivo de texto enorme de letras al azar y un diccionario, y decirle que organice ese conjunto limitado de letras en palabras del diccionario. Esto funciona porque el producto final se puede dividir en una función del conjunto de letras aleatorias, las palabras del diccionario y las instrucciones para crear una a otra..

Imagina que estás haciendo tareas de álgebra en tu computadora. Usted conecta una serie de números en su ecuación "Y = X + 1". Primero, X = 1, entonces 1 + 1 = 2. ¿Pero qué pasaría si presionas las teclas equivocadas e ingresas los números incorrectos? ¿Aún obtendría la respuesta correcta? Si quisieras decir X = 1, pero escribiste X = 11, ¿la computadora aún te daría la respuesta correcta? La pregunta es, por supuesto, absurda. Este es el concepto de "Garbage In, Garbage Out". En otras palabras, los datos incorrectos darán una respuesta incorrecta..

Al igual que nuestra ecuación, las imágenes "mejoradas" son una función de la imagen original. Cuando comienzas con una imagen borrosa o pixelada (o incluso con una imagen nítida y limpia), no hay una cantidad de filtros o magia de computadora que pueda sacar información de un lugar donde la información simplemente no existe. Al igual que “1 + 11” nunca dará como resultado “2”, una imagen limitada nunca dará como resultado la llamada versión “mejorada”.

¿Por qué no hay una función para crear datos de la nada?

Podría hacer la pregunta: "¿No es posible crear una función que pueda agregar detalles a una mala imagen?" Bueno, no es probable que creamos una pronto. Simplemente porque reconocemos una disposición de píxeles como una cara no significa que sea una cara real. La parte frontal es nuestra percepción de esos datos; de hecho, ¡solo estamos mirando los datos! Tomar datos de imagen y transformarlos en datos "mejores" es una imposibilidad. Una función que crea algo tan específico como una cara humana a partir de datos sin sentido requeriría un conocimiento real del producto final: necesitaría conocer la cara de la persona real para "encontrarla" en la imagen borrosa, que tipo de derrota de esta tecnología imaginaria de todos modos.

Puede ser posible crear algún tipo de imagen de cara a partir de datos de imágenes de basura, pero esto no significa que ese producto sea relevante. Puede crear una cara que en realidad no se parece en nada a la persona que realmente estaba allí. Lo más probable es que solo se cree una masa de píxeles que de alguna manera parece una versión "diferente" de lo que está allí. En la lógica de la televisión, hay una cara bloqueada detrás de esa imagen, y los buenos simplemente van a encontrar una manera de llegar a ella. En realidad, solo son datos, y cualquier función que recrea las circunstancias de una foto que se toma, ya tiene esa información..

Cómo saber que el gobierno en secreto no está haciendo esto imposible

Las agencias gubernamentales como la NASA están gastando mucho dinero para buscar en el cielo con telescopios satelitales como el Hubble y el Kepler. Estos y otros ámbitos en la Tierra proporcionan una increíble fotografía digital de la luz en el espacio profundo y también otras longitudes de onda en el espectro electromagnético, como radio y micro ondas, y radiación de alta frecuencia, como rayos gamma y rayos X. Pero todas estas imágenes están sujetas a las mismas limitaciones discutidas anteriormente. Son instantáneas en el tiempo. Una imagen limitada de rayos X es lo mismo que una imagen limitada de luz visible. Si las imágenes pudieran ser "mejoradas", la fotografía en el espacio profundo sería fácil para cualquiera y para todos. Si puede "mejorar" una imagen haciendo zoom en una cara de una multitud, ¿por qué no salir, tomar una instantánea del cielo y "mejorarla" para ver los detalles sobre el terreno de Plutón? Si esto fuera posible, una imagen, cualquier imagen, podría contener Todos los datos de imagen en el universo..

¿Es real la mejora de imagen útil posible?

Simplemente porque la forma en que se presenta la escritura de tropezones presenta una mejora de la imagen es incorrecto, incorrecto, incorrecto, no significa que los programas de gráficos no sean herramientas útiles para este tipo de problema. Mientras la información esté realmente dentro de la imagen, algún tipo de "mejora" podría hacer que sea más fácil de ver. Tomemos, por ejemplo, esta imagen oscura y sombreada, iluminada para mostrar detalles dentro de la sombra. Este tipo de "mejora" es real y está disponible para cualquier persona con una computadora. La diferencia es que los datos ya están allí, solo lo estamos viendo de otra manera. Nuestros ojos no pueden ver (dependiendo de su monitor) el detalle en la cara de la izquierda. Pero la versión "mejorada" de la derecha nos muestra muchos detalles a la sombra, lo que nos da una mejor imagen de su rostro..

Así que el FBI probablemente no tiene poderes mágicos de Photoshop, y no puedes tomar fotos de los hombrecitos verdes que viven en Plutón con tu salvavidas. No creas todo lo que ves en la tele.!

Créditos de la imagen: Harrison Ford de Firewall se utilizó sin permiso, asumió un uso justo. Escritura ligera por BloomsEyeView, Creative Commons. Basura por Editor B, Creative Commons. IMG1189b por HooverStreetStudios, Creative Commons.