Монохромный черно-зеленый, который десятилетиями ассоциировался с ночным видением, быстро уходит в прошлое.
Военные США уже выпускают очки ночного видения, в которых люди и другие объекты имеют ярко-белые контуры, а исследователи по всему миру пытаются разработать еще более продвинутые способы видеть в темноте.
В статье, опубликованной в среду в академическом журнале PLOS ONE, исследователи демонстрируют, что алгоритм глубокого обучения может простроить полноцветную реконструкцию сцены, используя только инфракрасные изображения, которые человеческий глаз не может видеть.
Эти результаты обещают захватывающее будущее для технологий ночного видения.
Возможности человеческого глаза ограничены
Кажется, что люди могут видеть все цвета, но на самом деле наши глаза могут различать только узкую часть электромагнитного спектра. Световые волны, которые мы можем видеть, варьируются от 400 (человеческим мозгом воспринимаются как фиолетовые) до 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 считал, что находится в полной темноте.
С другой стороны, комар или гадюка видели бы очень хорошо. Человек также мог бы увидеть окружающее пространство, если бы смотрел через инфракрасную камеру. Дело в том, что сделать фотографии в инфракрасном свете не составляет технической проблемы. Задача состоит в том, чтобы затем визуализировать эти изображения в видимом свете. Например, тепловидение использует метод, называемый псевдоцветом, чтобы сделать инфракрасное изображение видимым. Хотя конечное изображение содержит несколько цветов, на самом деле это черно-белое изображение, цвета которого на самом деле не соответствуют реальным.
Новая технология может сделать инфракрасный свет идеально видимым
Исследователи делают с инфракрасными изображениями нечто гораздо более сложное. Они начали с печати изображений цветовых палитр и лиц. Затем они создали набор данных, сфотографировав эти изображения с помощью монохроматической камеры. Эту камеру можно настроить на съемку на определенных длинах волн. Ученые делали фотографии лиц под монохроматическими источниками света различной длины волны в видимом и инфракрасном спектрах.
Имея на руках эти цифровые файлы, они разработали и протестировали алгоритм глубокого обучения, который мог бы, используя инфракрасные изображения сцены, представить сцену в видимом спектре. И это сработало! 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.
Вряд ли мы увидим эту технологию в очках ночного видения в ближайшее время, но уже сейчас можно предположить, что полноцветное ночное видение не за горами.