استفاده از هوش مصنوعی و یادگیری ماشین برای افزایش کیفیت تصاویر قدیمی

مشکل گوشی­های هوشمند و دوربین­های دیجیتال نسل اول این بود که: سنسورهای کوچک، جزئیات زیادی از تصویر را را ثبت نمی ­کردند.
اکنون می­ دانیم که در گذشته رزولوشن به هیچ­وجه بالا نبوده است. به همین منظور، ادوبی به دنبال راهی است تا با استفاده از هوش مصنوعی رزولوشن تصاویر قدیمی و بی­ کیفیت را بالا ببرد و روح تازه­ای در آن­ها بدمد. اسم این ایده “سوپر رزولوشن” است و نتایج قابل توجهی به دنبال داشته است.

به گفته ادوب: «استفاده از ویژگی سوپر رزولوشن بسیار ساده است- کافی است با فشار دادن یک دکمه، تصویر 10 مگاپیکسلی خود را به 40 مگاپیکسل تبدیل کنید”.

ویژگی سوپر رزولوشن ادوبی با استفاده از روش یادگیری ماشین، برای ارزیابی میلیون­ها تصویر نمونه می ­تواند بدون از دست رفتن جزئیات یا ناهموار شدن لبه­های تصویر، عکس را بزرگ کند. درنتیجه، مثلا یک تصویر 6 مگاپیکسلی به کمک این ویژگی 100 مگاپیکسل به نظر می­رسد. تنها کاری که لازم است انجام دهید، فشار دادن یک دکمه است.

یک مزیت دیگر این­که، سوپر رزولوشن جزئیات عکسی را که از دور گرفته شده به تصویر اضافه می­کند و جزئیاتی را به ما نشان می­دهد که در تلاش برای بزرگ کردن تصویر قابل رویت نبود.

اریک چن در بلاگ ادوب نوشته: «استفاده از این ویژگی سوپر رزولوشن مثل این است که قابلیت “زوم دیجیتال” پیشرفته دارد.»

حالا ادوب چطور جزئیات یک تصویر قدیمی بی­ کیفیت را که درصورت بزرگ شدن قابل مشاهده نبود، به ما نشان می ­دهد؟ محققان ادوب، به نام­های مایکل غربی و ریچارد ژانگ، الگوریتمی به وجود آوردند تا کامپیوتر بتواند میلیون­ها عکس با رزولوشن پایین و رزولوشن بالا را آنالیز کند. سپس “سوپر رزولوشن” با استفاده از هوش مصنوعی کیفیت تصاویری را که رزولوشن پایین دارند بالا می ­برد و در عین حال، تا جای ممکن وضوح و جزئیات تصویر را نگه می­دارد.

طبق فرایند «شبکه عصبی پیچشی»، هر اتفاقی که برای پیکسل می ­افتد تا حد زیادی به پیکسل­های اطراف آن بستگی دارد. الگوریتم با بررسی پیکسل­های پیرامون، زمینه عکس را تشخیص می­ دهد و بدین ­ترتیب به تدریج می­تواند رزولوشن را بالا ببرد. سپس ادوب از داده ­های خام Bayer و X-Trans برای بهتر کردن کیفیت تصویر استفاده می­ کند. در این میان، الگوریتم روی به چالش کشیدن نمونه­ ها با جزئیات و بافت­های مختلف تمرکز دارد.

منظور از تمام این اصطلاحات کاربردی این است که شما می­توانید رزولوشن عکسی را که توسط دوربین­های دیجیتال نسل یک گرفته شده بالا ببرید و کیفیت تصویر اصلی را تقریبا دوبرابر کنید. با یک حساب سرانگشتی، این مقدار معادل با چهاربرابر شدن رزولوشن است. سوپر رزولوشن عکس را در حالت Raw DNG ذخیره می­ کند تا جزئیات عکس از بین نرود و شما بعدا بتوانید این جزئیات را تنظیم کنید.

درحال حاضر، سقف محدودیت سوپر رزولوشن 65،000 پیکسل و در مجموع 500 مگاپیکسل است و در آخرین ورژن Adobe Camera Raw قابل دسترسی است. به علاوه، ادوب به همین مقدار بسنده نمی ­کند و عقیده دارد همیشه جا برای بهتر شدن تصویر هست. مثلا تغییر وضوح، کاهش نویز و خیلی چیزهای دیگر.

حتی شاید یک روز بتوان این ویژگی را روی ویدئو هم اعمال کرد. می ­توانید تصور کنید ادوب کیفیت ویدئو VHS را به HD برساند؟ به نظر این ویژگی هم شدنی باشد.