Монохроматический черно-зеленый, который десятилетиями определял ночное видение, быстро уходит в прошлое.
Военные США уже выпускают очки ночного видения, в которых люди и другие объекты обводятся ярко-белым цветом , а исследователи всего мира стремятся разработать еще более продвинутые способы видеть в темноте. Новое экспериментальное исследование предлагает интригующие намеки на то, как может работать следующее поколение такой технологии.
В статье, опубликованной в среду в академическом журнале PLOS ONE, исследователи демонстрируют, что алгоритм глубокого обучения может построить полноцветную реконструкцию сцены, используя только инфракрасные изображения, которые человеческий глаз не может видеть.
Эти результаты предполагают захватывающее новое будущее для технологий ночного видения.
Человеческие глаза сталкиваются со многими ограничениями
Кажется, что люди могут видеть все цвета, но наши глаза могут различать только узкую часть электромагнитного спектра. Световые волны, которые мы можем видеть, варьируются от примерно 400 нанометров (которые воспринимаются человеческим мозгом как фиолетовые) до примерно 700 нанометров (воспринимаются как красные). Если бы кто-то оказался в комнате без окон и с яркой лампочкой, излучающей свет с длиной волны 800 нанометров, он бы ощутил полную темноту.
С другой стороны, комар или гадюка могли видеть очень хорошо. Человек также мог бы увидеть версию сцены, если бы смотрел через инфракрасную камеру. Это потому, что сделать фотографии в инфракрасном свете не составляет технической проблемы. Задача состоит в том, чтобы визуализировать эти изображения в видимом свете, чтобы зритель мог понять, что он видит. Например, тепловидение использует метод, называемый псевдоцветом, чтобы сделать инфракрасное изображение видимым. Хотя результирующее изображение содержит несколько цветов, на самом деле это черно-белое изображение, цвета которого не соответствуют тому, как выглядела бы сцена в видимом свете.
Новая технология может сделать инфракрасный свет идеально видимым
Исследователи, стоящие за новым исследованием, делают что-то гораздо более сложное с инфракрасными изображениями. Они начали с печати изображений цветовых палитр и лиц. Затем они создали набор данных, сфотографировав эти изображения с помощью монохроматической камеры, которую можно настроить на съемку на очень определенных длинах волн. Они делали фотографии лиц под монохроматическими источниками света различной длины волны в видимом и ближнем инфракрасном спектрах.
Имея в руках эти цифровые файлы, они опирались на десятилетия исследований в области компьютерных наук, чтобы разработать и протестировать алгоритм глубокого обучения, который мог бы начать с инфракрасных изображений сцены и сделать вывод, как эта сцена будет выглядеть в видимом спектре. И это сработало! В этих, по общему признанию, идеальных условиях исследователи обнаружили, что один из их алгоритмов, использующий глубокую архитектуру на основе U-Net, смог преобразовать набор из трех инфракрасных изображений в полноцветную фотографию, очень похожую на обычную фотографию того же самого человека.
Вероятно, мы не увидим эту технологию в очках ночного видения в ближайшее время, но это доказательство концепции показывает, что полноцветное ночное видение уже не за горами.
Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК
Бесплатная служба распространения новостей для научных организаций и стартапов
hello@technovery.com