別再相信電視的謊言了：關於“增強”影象的真實真相
你看了一遍又一遍。聯邦調查局使用他們的先進技術來“增強”一個模糊的影象，並在最糟糕的鏡頭中找到一個惡棍的臉。好吧，如何成為極客是在虛張聲勢。繼續讀下去看看原因。
這是電視和電影中最常見的比喻之一，但有沒有可能一個**機構真的有技術去發現只有模糊畫素的人臉呢？我們將提出這樣一個論點，即不僅用目前的技術是不可能的，而且它不太可能成為我們所見過的技術。請留下來看看我們把這個比喻置於科學技術的鏡頭下，並一勞永逸地證明它是錯誤的。
成像和光線如何證明所有圖片都是有限的
所有的成像技術，無論是數字還是模擬，都以大致相同的方式工作。讓我們考慮一下照相機。當光（我們稱之為光子的粒子）與某種生成影象的介質相互作用時，所有的相機都會生成某種影象。在數碼相機中，它是一個光電感測器。在膠捲照相機中，它是一種經過化學處理的感光膠片。
你可能會驚訝地發現，膠片相機甚至比極高解析度的數碼相機能捕捉到更多的細節。但即使使用膠捲相機，也只能在膠捲上記錄有限的光線。無論是錄影機、數碼相機還是平板掃描器，任何成像裝置都是如此。而且，由於任何照片都是在有限的時間段內拍攝的（對於相機來說，通常是幾秒鐘），因此任何拍攝到的影象的細節都必須有一個上限。
在數字成像中，這個上限通常與相機或裝置的天花板有關，例如，相機內的感測器能夠檢測到的畫素數。這完全是關於裝置本身的限制，與有限數量的光到達相機介質的問題略有不同。簡單地說，任何相機，無論多麼先進，都沒有無限的解析度。
所有資料都是其他資料的產物—垃圾輸入、垃圾輸出
計算機是有趣的機器，但它們並非沒有侷限性。大多數人對計算機誤解的一點是，它們並沒有真正創造“新”資訊的能力，它們只是在某種程度上創造了“不同”的資訊。在數學中，當方程的一部分與另一部分相對時，就稱為函式。當Y=X+1時，Y是X的函式。
計算機以類似的方式執行。你可以給一臺計算機一個包含隨機字母的巨大文字檔案和一本字典，並告訴它將這些有限的字母集合從字典中整理成單詞。這是因為最終產品可以分解為一組隨機字母、字典中的單詞以及從另一個字母建立一個單詞的方向。
想象你在電腦上做代數作業。你把一系列的數字**你的“Y=X+1”方程。首先，X=1，所以1+1=2。但是如果你按錯鍵，輸入錯誤的數字，會發生什麼呢？你還能得到正確的答案嗎？如果你想說X=1，但打了X=11，電腦還會給你正確的答案嗎？這個問題當然是荒謬的。這就是“垃圾進，垃圾出”的概念，換句話說，錯誤的資料會給出錯誤的答案。
像我們的等式一樣，“增強”影象是原始影象的函式。當你從一個模糊或畫素化的影象（甚至是一個清晰的影象）開始時，再多的過濾器或計算機魔法也無法把資訊從根本不存在的地方哄出來。正如“1+11”永遠不會產生“2”，有限的影象永遠不會產生所謂的“增強”版本。
為什麼沒有從零開始建立資料的功能
您可能會問這樣一個問題：“難道不可能建立一個可以為壞影象新增細節的函式嗎？“好吧，我們不太可能很快創造一個。僅僅因為我們將畫素的排列識別為一張臉並不意味著它是一張真實的臉。臉上的部分是我們對資料的感知我們實際上只是在看資料！獲取影象資料並將其轉換為“更好”的資料是不可能的。一個從無意義的資料中創造出像人臉一樣具體的功能需要對最終產品有實際的瞭解你需要知道真實的人的臉才能在模糊的影象中“找到”，這在某種程度上挫敗了這種想象技術的意義。
也許可以從垃圾影象資料中建立某種類似於人臉的影象，但這並不意味著該產品是相關的。它可能會創造出一張實際上和當時的人一點都不像的臉。它很可能只是建立了一個畫素的質量，看起來就像是一個“不同的”版本。在電視邏輯中，這張照片背後有一張被鎖住的臉，而好人只是想找到一種方法去接近它。實際上，只有資料和任何能重現照片拍攝環境的函式已經包含了這些資訊。
怎麼知道**暗中沒有做這件不可能的事
美國宇航局（NASA）等**機構正花費大量資金，用哈勃和開普勒等衛星望遠鏡對天空進行搜尋。這些望遠鏡和地球上的其他望遠鏡提供了令人驚歎的深空數字光攝影，以及電磁光譜中的其他波長，比如無線電波和微波，以及高頻輻射，比如伽馬射線和x射線。但所有這些影象都受到前面討論的相同限制。它們是時間的快照。有限的X射線成像與有限的可見光成像是一樣的。如果影象可以“增強”，深空攝影對任何人和每個人來說都很容易。如果你可以透過放大人群中的一張臉來“增強”一幅影象，為什麼不到外面去，拍一張天空的快照，然後“增強”它，看看冥王星地面上的細節呢？如果這是可能的，任何影象都可以包含宇宙中所有的影象資料。
實際有用的影象增強可能嗎？
僅僅因為比喻字謎書寫呈現影象增強的方式是錯誤的，錯誤的，錯誤的，並不意味著圖形程式不是解決這類問題的有用工具。只要資訊確實在影象中，某種“增強”可能會使其更容易看到。舉個例子，這張暗的，有陰影的圖片，被照亮以顯示陰影中的細節。這種“增強”是真實的，任何人都可以用電腦。不同的是資料已經存在了我們只是用不同的方式來看待它。我們的眼睛看不到左邊臉上的細節（取決於你的顯示器）。但右邊的“增強版”給我們展示了陰影中的大量細節，讓我們對他的臉有了更好的瞭解。
所以FBI很可能沒有神奇的Photoshop功能，你不能用你的funsaver給住在冥王星上的小綠人拍照。不要相信你在電視上看到的一切！
圖片來源：Harrison Ford未經許可擅自使用防火牆，假定為合理使用。BloomsEyeView的Light Writing，Creative Comm***。創意共享B編輯的垃圾。IMG1189b作者：HooverStreetStudios，Creative Comm***。
- 發表於 2021-04-11 02:41
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