題:
CSI圖像分辨率增強:真實程度如何?
user7228
2011-11-10 19:23:04 UTC
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因此,我觀看了以下CSI紐約 1分鐘長的Youtube剪輯。在剪輯中,他們使用標準銀行攝像機的錄音,至少放大了100倍,並在女孩的眼睛反射中看到了罪魁禍首的圖像。

現在,我認為這完全是荒謬的,以至於我認為它實際上真的很有趣。

但是,我的朋友認為,有很多很好的圖像增強技巧,例如“超分辨率”,即視頻的多個幀生成更高分辨率的圖像的過程。他確實認為該節目確實歪曲了事實,但多少呢?

老實說,我實際上對這些事情一無所知,所以我的問題是:

>現代圖像分辨率增強效果如何?此外,CSI電視節目還有多遠?

謝謝

備註:這是懷疑論者網站上的交叉發布。有人告訴我在這裡可能會得到更好的答案。

另請參閱:http://photo.stackexchange.com/questions/12788/is-it-possible-to-increase-the-pixel-density-of-an-image
當她認真點點頭並說“角膜成像”時,我差點吐出咖啡了。該場景的整個色調顯然是荒謬的-如果在此級別上可行,那將是例行且顯而易見的,而不是像該剪輯中所呈現的那樣驚人的巧妙情節扭曲。
大聲笑,大約和動作輕彈中的衛星圖像點播放大一樣真實。
@Jakub-當然可以,但是他們可以使用飛機/無人機來做到這一點; )。並非一切都是神話!
@Bob不能達到電影所能達到的程度,在電影中,他們可以從太空(或從飛行10公里的飛機上)識別單個電影幀中的特定人物。也許是從一架無人飛行的無人機上飛過幾百英尺高,還是用靜止的框架。
我想你會感到驚訝。並不是說我是專家,但是據說SR-71可以發現25公里以外的停車場線路。當然,您可能不會得到“面子”,但是您可以使用其他英特爾提示來識別它們,例如其隨行人員/車輛http://en.wikipedia.org/wiki/Reconnaissance_aircraft
6" resolution from a film frame about the size of a legal pad, yes, not 0.01" resolution from a frame the size of a postage stamp :)
@Bob-我指的是與航空圖像完全不同的衛星圖像。我所說的電影是指照相機從太空放大到人臉的電影。這被廣泛使用,但不可能。當今最好的衛星圖像@ 40厘米分辨率; 1像素= 40x40厘米。我使用20厘米航拍圖像,這是可以拍到的最好的非軍事圖像,儘管您可以挑選出人和車,但無法閱讀車牌等。(兩種圖像的角度都可以僅自上而下分析功能)
正如納爾遜·曼德拉(Nelson Mandela)所說的那樣……直到完成,似乎總是不可能的。
http://www.youtube.com/watch?v=KUFkb0d1kbU-大聲笑另一個例子!
呃...在間諜衛星上,這絕非不可能。我們可以充分放大您的臉部,從太空中識別您。這是通過衛星上的陀螺穩定望遠鏡完成的,而不是通過增強低分辨率圖像來完成的。自1970年代以來,我們已經能夠從太空中讀取您的手錶。這種詳細程度不適用於平民。
SR-71或U2中的玻璃比典型的安全攝像機要好得多。
五 答案:
martjno
2011-11-16 18:31:41 UTC
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簡短的回答:您可以獲得一些非常好的結果,但是僅在某些條件下,並且絕對不接近鏈接的視頻剪輯中顯示的結果。

我的公司 Amped Software開髮用於法證和情報應用的圖像和視頻處理軟件,因此從根本上講,我們是CSI軟件的真實世界對應物。

示例頁面上看到有時可以得到的結果確實很棒,但是重要的是要了解我們只能在某些條件下獲得它們:如果涵蓋了某些信息受到干擾,但是它在那裡,我們能夠將其恢復。如果沒有信息,我們不能,而且我們一定不能重新創建它。在此特定應用程序中,不僅要從視覺角度獲得結果,而且必須遵循法院必須接受的科學工作流程

去年第一年提出了一項研究,描述了我研究的近200個案例的問題和結果,最終結果如下:

  • 在超過50%的案例中無所事事(例如,使用世界上任何軟件恢復5x2像素的車牌是完全不可能的);
  • 在大約30%的情況下,我們可以獲得的結果很少(例如,還原一些
  • 在10%的情況下,您會獲得良好的效果(例如,您獲得了大部分的車牌)。

請注意,所有這些情況均存在嚴重的質量問題。如果它們的質量很好,就不會要求我們對其進行處理。

分辨率增強的具體考慮因素:

  • 放大圖像時,您會插補丟失的像素:從單個圖像中,您可以視覺上改善圖像的外觀,但不會不添加任何真實細節
  • 在某些情況下,超分辨率技術可能會產生良好的效果:您應該具有足夠的幀,並以非整數數量的像素移動,並且最好沒有壓縮失真。在最佳情況下,您可以期望在2倍和3倍變焦範圍內獲得良好的效果。

只有當原始視頻以幾百萬像素拍攝後,視頻剪輯中的內容才有可能將具有非常近的縮放分辨率(或多或少就像您在Google Maps上一樣)。當然,到那時,還會出現其他問題,例如聚焦正確,光線不足,眼睛的視角與視頻中整個主題的視角不同,僅舉幾例。 >

Matt Grum
2011-11-11 02:35:09 UTC
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您不能一無所獲,必須擁有(或猜測)一些信息才能以任何方式增強圖像。例如,如果您知道模糊功能的屬性(並且沒有圖像噪點),則實際上可以取消模糊照片。但是,您幾乎不知道模糊功能,並且總是存在噪聲,因此會嚴重限制您可以恢復的內容(Adobe最近展示了一種模糊濾波器,但其演示使用的是合成模糊)。

總之,CSI幾乎是純淨的小說-現實生活中可能獲得的收益是微不足道的,與電視上顯示的分辨率提高5倍沒有什麼不同。對於40多個MP哈蘇相機而言,成千上萬個,只需複制該軟件就會便宜!

編輯:我不知何故沒有註意到視頻中提到的超分辨率的原始問題。現實中可能會出現多個圖像超分辨率,但只能達到傳感器的限制。它通過使用一組具有子像素偏移的圖像來工作。這樣可以提供像素之間的值信息,從而使您可以構建更高分辨率的圖像。視頻的超分辨率是有效的,因為移動的主體會產生相同的移位,但是物體的外觀在幀之間的變化不能太大。該技術充其量只能為您提供分辨率更高的傳感器的結果,您無法克服鏡頭分辨力的極限,而對於CCTV規格鏡頭而言,這是相當有限的。

以下是一個示例良好條件下的超分辨率:


(來源: wikimedia.org) sub> p來自photoacute.com的>

圖像

分辨率有所提高,是的,但仍遠不及CSI級別的性能。

要在上面引用我的評論,最新的哈蘇實際上以“多重拍攝”為名實現了傳感器移位超分辨率,因此您仍然無法使用聰明的軟件在自己的遊戲中擊敗中等格式的製造商...

似乎您有幾句斷斷續續的句子:“ ...鏡頭分辨力,那會是?和“ ??分辨率的提高,是的,……”
-1
user7228
2011-11-10 21:16:27 UTC
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這就是我到目前為止所擁有的:

他們看到籃球的眼睛面積約為1平方毫米。根據女孩的身高,我們可以自信地估計那應該最多是屏幕上像素總數的百萬分之一。 (圖像的寬度和高度雖然不能很好地定義為照片,因為有些東西可能會更近一些,但看起來大約3 x 3米,這意味著1000萬平方毫米。但是,眼睛可能更接近實際的相機鏡頭,因此我粗略估算並除以$ 10 $。)

如果錄製的是高清畫質,那仍然只有2兆像素,因此我們看到的籃球應該是單個像素的大小。

我認為推理無疑表明事實並非如此,但是我仍然想知道,圖像增強的上限是多少?

我的結論是,發明超過50%的像素會產生整體幻想,而且很久以前,您的圖像就會變得很糟,以至於無法識別特定人物或物品(除非是一般形狀)。
Håkon K. Olafsen
2011-11-15 01:14:36 UTC
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那裡有一些帶有Super Resolution的商業軟件。我自己還沒有嘗試過這些方法,但是廣告材料還不錯。該軟件主要用於監視,安全和武裝部隊,但我想一些法醫部門可以使用該軟件。

兩個示例是:MotionDSP的 Ikena TacitView來自2d3

應該注意的是,超分辨率需要多個源圖像來向算法提供比原本應有的更多的數據。這適用於視頻,因為您可以連續捕獲連續的幀序列,其中每個後續幀通常與前一個幀最相似。此外,源分辨率越高,算法就越容易吃。單個靜態圖像或來自低幀率,低分辨率相機的圖像(例如youtube視頻)似乎無法真正實現這種圖像增強。
是的,答案表格@Matt-Grum對此進行了更詳細的說明。在Wikipedia上也有關於[Super Resolutino](http://en.wikipedia.org/wiki/Super_resolution)和[Speckle Imaging](http://en.wikipedia.org/wiki/Speckle_imaging)的良好信息(也稱為作為視頻天文學)。兩者都適用於一系列圖片,但是使用不同的技術來創建成品。
Interesting, hadn't heard of the term Speckle imaging before, although I have heard of "stacking", as it is commonly referred to in astrophoto groups.
user29823
2014-06-26 07:28:02 UTC
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將圖像/視頻增強到電視節目中建議的水平根本是不可能的,並且實際上受到圖像捕獲設備的限制。那是首先需要發展的技術。

不可能從10個像素的集合中獲取可識別對象的信息。在像素級別,這是圖像中提供的最終信息量。您在有限的縮放中只有100個顏色塊。您可以通過插值將10x10像素的區域增加到100x100像素,但是10x10像素中的信息就足夠了,並且插值依賴於基於這10個像素的有根據的猜測x 10像素的軟件。結果將是100 x 100像素的模糊。或者,拍攝一個2000x2000像素的圖像,然後將其插值為4000x4000像素,並且純粹通過pareidolia,在原始圖像中不清晰的一些模糊可能看起來像在較大圖像中的可能的對像一樣清晰-即便如此,這還是一種猜測或推測。插值後的圖像會給出“錯覺”的更多細節,但仍然依賴於原始2000x2000圖像捕獲(或4,000,000個有限像素的信息)的細節。

圖像增強功能完全取決於通過原始成像源捕獲的最大信息量,並且可以放大像素。有些相機可以拍攝非常高分辨率的圖像,但是沒有軟件可以帶出原始圖像中未記錄的細節。

現在,回到CSI展會,大多數都可以滿足您的標準要求。監視攝像機的鏡頭,在現實生活中無論如何都不是特別高分辨率,因此,當我看到這樣的增強效果時,它會讓我發笑-因為即使使用最先進的圖像編輯軟件形式也無法做到(並且PhotoShop確實處於先進規模的高端)。 圖像增強和縮放100%依賴於成像設備捕獲的信息-因此,要能夠捕獲人臉在某人眼角膜一側的反射的監視攝像機,就必須超級強大,而且價格昂貴。素材需要每幀具有非常高的像素清晰度(例如,要存儲1秒鐘的素材,需要100兆像素或大約9.5 TB),這會使素材的文件大小膨脹到每個監控攝像機都需要一個很小的像素服務器場可保存24小時的素材。非常昂貴:由此產生的增強技術將首先依賴能夠執行這種詳細視頻和圖像捕獲級別的圖像捕獲設備,以方便的方式存儲數據,並且在整個城市推出這種方法的成本不高。視頻片段中的文件大小將是如此之大(記住約為9.5 TB /秒),以至於能夠做到這一點的軟件將需要一台功能非常強大的超級計算機(按照當今的標準)才能運行。隨著技術的高速發展,未來可能會在某個時候(可能是我們的一生)做到這一點,但他們只有做到這一點,但是圖像卻無法得到增強,它們只會放大超級細節。圖像。我在數字圖像領域從事全職工作時就知道這一點。



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