周迅的新男友真的能把模糊的图片变清晰吗?

周迅的新男友就是CSI里的数据分析员Archie啊!!


原来看CSI觉得最神奇的就是这家伙可以把一张模糊的图片变清晰,这种技术在现实中存在吗?

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17个答案
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木遥数学博士,科学松鼠会成员

2014-05-08 11:56

把模糊的图片还原为清晰的图片,这在图像处理中称为图像重建(image reconstruction),是一门有几十年历史的学问。当然,随着计算技术的飞跃,很多以前人们认为不可做的事情现在变得可做了,但是原理是差不多的。

这件事情的本质是,图像的「模糊化」可以看成是一个人们大致上了解的过程,而图像本身是未知数。把「模糊过程」这件事记做 A,图像记做 x,模糊后的图像记做 y,这件事可以表示成 A x = y。已知 A,已知 y,把 x 解出来就是了。

困难在于,首先「模糊过程」 A 并不是全然已知的,而是只知道一个大概。比方说,大多数时候的图像模糊都是来源于两个因素:一是镜头对焦不准,二是镜头有抖动。人们如今对这两种情况下的 A 都有比较清晰的了解了,那么解出 x 并不难。另一则回答里提到的解卷积方法就是用来处理这种情况的。但是如果模糊是由除了这两种因素之外的未知因素导致的,问题就会困难的多。

其次,真实的图像中往往还包含噪点,这些噪点也是方程里的一个未知数。也就是说,方程其实是这样的:A x + n = y,其中 n 是未知噪点。这会让解 x 变得非常困难(确切说来是解本身不唯一),基本上今天大多数图像处理的论文都是为了处理这个问题而写出来的。

对付以上两种困难的方法,有一个统一的指导原则(这个原则基本上是在过去二十年里被人们总结和发扬光大的):虽然这个方程用传统方法很难解出来,但是人们有别的信息可以利用。这个信息总的说来是这样的:x 并不仅仅是一堆未知数的集合,它还必须表达了真实世界里的一幅图像,而「一堆数据能构成一幅有意义的真实图像」这件事其实是很罕见的。也就是说,虽然方程有很多解,但是其实那些解中绝大多数都是毫无意义的数据,一旦发现一个解对应了有意义的图像,它很可能就是原图像(或者至少和原图像比较接近)。

举个现实的例子:人们今天可以做到远远对着一辆车照一张模糊的照片就能把车牌号识别出来(民政部门大多已经部署了这个技术),就是采用了这个原理。一般而言从模糊的汽车照片中还原出一切清晰的细节是很困难的,因为有太多可能的照片模糊后再加上噪声看起来都是那个样子(这就是解不唯一的意思)。但是对于车牌来说,人们知道它不可能是一幅随机的图像:车牌必须是方的,上面必须有数字,数字的颜色基本上是单色,数字必须有意义,等等。把这些信息都用上,就可以过滤掉很多无意义的解,从而比较精确地还原出车牌号码了。

回到原问题,CSI 里的数据分析员可以做到多好?这取决于导演的意图。现实生活中确实有过一次数学家帮助洛杉矶警方还原出一幅模糊的照片上的人体刺青细节从而帮助破案的例子。不过大多数情况下,生活还是不会像电视剧一样完美的。

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使用解卷积deconvolution的方法就可以。

http://www.iceinspace.com.au/63-455-0-0-1-0.html
比较一下这两张图,上面是原图,下面是处理过的。链接里面有更多图。



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这个可以归为图像增强的锐化处理。对模糊的图像进行卷积有效果。用高斯高通滤波对细小线条增强效果也不错的。 如果是车牌其实不需要过高的清晰度吧,二值化后用比如sobel或者canny算子提取边缘! ps:之前做了下条码识别,和车牌有些类似!

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http://www.guokr.com/article/366567

让模糊图像变清晰,你也可以!


在许多电影和电视剧里,FBI和CIA们轻松敲几下键盘,就可以把一张完全模糊的照片变得非常清晰。可能你也曾经对此嗤之以鼻,觉得这简直就是蒙小孩子的玩意儿,又或者是特殊部门才能拥有的高科技产品。但是现在,你可以用一款平民级软件轻松达成这种效果了。
这款软件的名字叫做SmartDeblur,也就是“智能去模糊”的意思,是由一位研究图像和信号处理的软件工程师弗拉基米尔·宇智科夫(Vladimir Yuzhikov)开发出来的。他说,“不管是从理论上还是从实际应用的角度来看,对失真图像的重建都是图像处理工作中最有趣和最重要的环节之一。”虽然这种重建算法的研究早在70年前就已经开始了,但是直到现在我们才看到结果。

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瘦驼科学松鼠会成员

2014-05-08 10:19

我觉得,周迅可能是为了把这张图处理的清楚点才找了Archie做男友吧。。

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现实中很困难,因为模糊算法多种多样并且有很多不确定性

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Stavros_BH1QQN化学本科,物理学博士,业余电子工程师

2014-05-08 17:02

如果是视频还可以用多帧叠加的办法~

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只对字符、标志之类的对象比较有效吧?还原人脸、景物神马的,还是算了——把张三“还原”成李四可不好玩。

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现实中虽然有类似技术,但是电视剧电影里展示的那种效果是过分夸张的,或者说是不可能的。
比如拍照片手抖了,可以用PS恢复。照片没对好焦,也可以有算法部分恢复,甚至图像干扰大,或者晚上拍的有噪点,想要变清晰也是有可能的。
但是想要把照片背景上远处只有几个像素的人,想要P出他的脸来,然后还搞得跟大头照一样能看见毛孔,那是不可能的。

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其实 现在清晰处理已经完全是 数学问题 而非完全的计算机技术了。。

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如果知道模糊的成因(过程),那如果有逆向的算法,只要应用逆向算法就能还原吧(类似编码与解码),当然如果编码有信息的丢失(有损)就不能百分百还原。

对于不确定模糊类型的,就应该有一个类型的库,然后程序应该分析图片是由于哪种原因变模糊的然后调用相应的算法。

大概逻辑是这样,不是码农具体的也不大了解。

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蓑雨吟想当圣母的键盘侠

2014-05-08 13:14

骑兵能变步兵不?= =

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我倒是很想知道,有什么办法能够让车牌看起来模糊,而且不好识别

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我说怎么看起来这么眼熟,原来是Archie啊,两个我都很喜欢,不错~

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