Междисциплинарная группа ученых разработала технологию восстановления с использованием глубокого машинного обучения цветов видимого спектра на снимках, полученных в инфракрасном диапозоне. Исследование опубликовано в журнале Plos One.
Исследователи-офтальмологи и программисты из Калифорнийского университета в Ирвайне объединили съемку, полученную в красном и ближнем инфракрасном спектрах, и нейронную сеть, обученную на распознавании фотографий. Ученые пришли к выводу, что каждый краситель и пигмент, придающие объекту видимый цвет, не только отражает волны в видимой части спектра, но также уникальным образом взаимодействует с ИК излучением.
Авторы разработки экспериментировали с камерой, чувствительной как к видимому, так и к ближнему инфракрасному свету. Полученные снимки исследователи обрабатывали при помощи сверточной нейронной сети. Они использовали эту систему для анализа 140 изображений лиц, напечатанных с использованием голубых, пурпурных, желтых и черных чернил, освещенных многоспектральным освещением, охватывающим как видимые, так и инфракрасные волны.
Ученые обнаружили, что при тестировании 20 распечатанных лиц, которые освещались только невидимым ближним ИК светом, их система могла успешно предсказывать и реконструировать, как эти лица будут выглядеть в видимом свете.
Как отмечают исследователи, системы ночного видения, работающие на основе ИК света, обычно отображают сцены только в зеленом цвете, теряя оттенки, видимые при обычном освещении. Инновационные приборы стараются использовать сверхчувствительные камеры для усиления видимого света, но даже они неэффективны в полной темноте, где нет света, который можно усилить. Использование обученной нейросети позволяет решить эту проблему.
Ученые указывают на широкий спектр возможных отраслей, в которых может использоваться их разработка. По словам авторов исследования, технология съемки будет полезна для военных приборов и устройств, в химической промышленности при работе с реактивами, чувствительными к видимому свету, в медицине и научных исследованиях.
Например, сейчас исследователи работают над использованием технологии при проведении операций на глазах с использованием низкоэнергетического света (то есть света в красной и инфракрасной части спектра).
«Если вы освещаете сетчатку обычным видимым светом в течение длительного периода времени (что часто требуется для операции), сетчатка может быть повреждена, — объясняет Пьер Бальди, один из авторов исследования. — Поэтому мы хотим использовать свет с низкой энергией, чтобы не повредить сетчатку, но, чтобы при этом хирург мог видеть все, как при обычном свете».
Читать далее:
В MIT создали неподвижный тепловой двигатель, который превзошел КПД турбин
Спустя десять лет работы ученые усомнились в стандартной модели физики
Один из крупнейших шельфовых ледников разрушился из-за потоков воды