رنگی کردن عکس های قدیمی در مسیری تازه، هوش مصنوعی شما را به گذشته رنگی می برد - تیم علمی

به گزارش خبرنگار حوزه علم، فناوری و دانش بنیان گروه دانشگاه خبرگزاری خبرنگاران، باوجود تلاش های دانشمندان، عکاسی رنگی تا سال 1935 به صورت عمومی رایج نشد و پس ازآن هم تا دهه ها تصاویر سیاه سفید محبوب باقی ماندند و حتی تا دهه های هفتاد و هشتاد نیز مورداستفاده قرار می گرفتند. اما عکاسی دیجیتال در دو دهه اخیر، فناوری تصویربرداری و انتشار عکس را دگرگون کرده است و هرچند به طور مفهومی همان کارها انجام می شود اما ازنظر فنی، تکنیک های متفاوتی مورداستفاده قرار می گیرد.

دیجیتالی شدن صنعت عکاسی، امکان اسکن تصاویر قدیمی را نیز فراهم آورد و در این نقطه بود که این ایده به ذهن بسیاری رسید که آیا می توان از طریق فناوری تصاویر قدیمی را رنگی کرد یا خیر. بی شک این امر از طریق نرم افزار محبوبی همچون فتوشاپ محقق شد اما مشکل اینجا بود که تنها افراد خبره و کارشناس می توانستند تصاویر را رنگی کنند و این کار مستلزم دانش گرافیکی و کامپیوتری بود.

امروز به لطف هوش مصنوعی اوضاع دگرگون شده است.

عکاسی رنگی؛ دنیا فقط سیاه سفید نیست

از قرن نوزدهم این ایده قوت گرفت که نورها اساساً از سه رنگ قرمز، سبز و آبی تشکیل شده اند و بقیه رنگ ها از این رنگ ها مشتق می شوند. این نتیجه گیری در توسعه نظریه عکاسی رنگی که برای دهه ها تنها یک رؤیا بود، مورداستفاده قرار گرفت. دانشمندان برای ایجاد تصویر رنگی، نگاتیوهایی را متشکل از سه لایه که هر یک از لایه ها نسبت به یکی از سه رنگ مزبور حساس بودند، تعبیه کردند تا عکس نسبت به آن طیف نور، بازتابی متناسب داشته باشد.

پس ازآن به طورکلی در دوربین های رنگی، از سیستم فیلتر رنگی استفاده شد تا رنگ های اولیه با جذب نورهای قرمز، سبز و آبی نورهای مختلف را تولید کنند. بنابراین اگر رنگ باقی مانده، آبی متمایل به سبز (سیان) باشد، نور آبی جذب می شود، و اگر مگنتا باشد، رنگ زرد و قرمز متمایل به آبی ظاهر می شود.

اگرچه از سال 1935 فناوری تصاویر رنگی عرضه شد اما تماشای تصاویر آلبوم های خانوادگی خودمان نشان می دهد که حتی در دهه هفتاد میلادی (پنجاه شمسی) نیز تصاویر مرسوم غالباً سیاه وسفید بودند. بنابراین کمابیش هر یک از افراد در نسل ما، دارای تعداد زیادی تصاویر قدیمی است که سیاه وسفید هستند و این فقدان تنوع رنگ عطروبوی خاصی را به آن تصاویر بخشیده و هم زمان ما را از چشیدن عطروبوی کامل آن فضا و زمان به دلیل محدودیت های رنگی محروم کرده است.

هوش مصنوعی وارد می شود!

با گسترش نرم افزارهای گرافیکی، تبدیل عکس رنگی به سیاه وسفید به امری بسیار آسان مبدل شد، اما تا همین اواخر عکس های سیاه وسفید فقط به صورت دستی و در فرایندی وقت گیر رنگی می شدند. به لطف پیشرفت های هوش مصنوعی امروزه می توان این فرایند را تسریع و اتوماسیون کرد. برای مثال محققان در یک دانشگاه ژاپنی یک سیستم کامپیوتری ساخته اند که می تواند به طور اتوماتیک چنین عکس های سیاه سفید قدیمی را رنگ آمیزی کند.

این فناوری رنگ آمیزی اتوماتیک از تکنیک شناخته شده هوش مصنوعی یعنی یادگیری عمیق استفاده می کند. در یادگیری عمیق تلاش می شود با تقلید از فرایند یادگیری انسان و تغذیه مقادیر زیادی از داده ها به کامپیوتر، به این دستگاه های مکانیکی آموزش داده شود که چه کاری صحیح است و چه کاری غلط است. بنابراین با انتقال حجم بالای داده ها به ماشین، سیستم به یک نظریه کلی در مورد اینکه فرضاً آسمان همیشه باید آبی باشد می رسد.

با اسکن بی شمار عکس، چه به صورت رنگی و چه به صورت سیاه وسفید، کامپیوتر یاد می گیرد چه ویژگی هایی را باید تشخیص دهد تا درنتیجه بتواند تخمین بزند یک عکس چگونه باید رنگ شود، و از این دانش استفاده می کند تا به صورت اتوماتیک تصاویر تک رنگ (سیاه سفید) را به رنگی تبدیل کند. محققان برای آموزش سیستم هوش مصنوعی، در حدود 2.3 میلیون عکس را مورداستفاده قرار دادند.

این فناوری ضمناًً برای دستیابی به رنگ های دقیق تر، از روشی که به تازگی توسعه یافته است استفاده می کند؛ در این روش اطلاعات جمع آوری شده از تصویر کامل با ویژگی های بُرش های کوچک تر عکس با هم ادغام می شوند. به عنوان مثال، این سیستم از طریق یک تصویر می آموزد که آیا عکس نمای داخلی را نشان می دهد یا نمای خارجی، یا اینکه عکس در طول روز گرفته شده است یا شب، و براین اساس معین می کند که هر قسمت از تصویر مانند گیاهان، شن و ماسه، آب و غیره باید چه خصوصیات رنگی ای داشته باشند. ترکیب اطلاعات و معینات به دست آمده از تصویر و اجزای آن، امکان یک رنگ آمیزی طبیعی را ممکن می سازد.

برخلاف روش های مبتنی بر نرم افزارهای گرافیکی، با استفاده از هوش مصنوعی هرکسی می تواند عکس ها را رنگی کند. درعین حال، در رنگ آمیزی تصاویر سیاه وسفید محدودیت هایی وجود دارد و دشواری رنگ آمیزی هر عکسی، به محتوای آن بستگی دارد. برای مثال، معین رنگ اتوماتیک اشیایی مانند اتومبیل، ساختمان و لباس صرفاً از طریق یک تصویر سیاه وسفید از طریق کامپیوتر غیرممکن است، درحالی که چیزهایی مانند آب، درختان یا برگ ها و چیزهایی که رنگ آنها معمولاً ثابت است، می توانند به طرز دقیق تری معین شود.

بنابراین اپلیکیشن در این قبیل موارد با دو انتخاب روبروست، او یا می تواند انتخاب تمام رنگ های نامعین را به صورت تصادفی برعهده هوش مصنوعی اش بگذارد و یا با تکمیل اطلاعاتی همچون تاریخ، آب وهوا و رنگ ساختمان ها و لباس ها و غیره رنگ آمیزی تصاویر را واقع بینانه تر و دقیق تر مقدور کند. به همین دلیل تلاش می شود با اضافه کردن ترمیم دستی به فرایند رنگ آمیزی اتوماتیک، عکس ها و اسناد گذشته به صورت بهتری بازیابی شوند.

قرار است کد منبع (ساختار زیرین برنامه، که از طریق زبان های برنامه نویسی نوشته شده است) تهیه شده توسط محققان به طور رایگان در دسترس عموم قرار گیرد و همچنین افراد قادر خواهند بود آن را امتحان کنند. محققان همچنین قصد دارند یک وب سایت ایجاد کنند تا هرکسی بتواند از سیستم استفاده کند. بااین وجود بلافاصله بحث حریم شخصی مطرح می شود زیرا شما تصاویر خود به منبع ناشناس سپرده اید. فراموش نکنیم شرکت فیس بوک به دلیل نگهداری تصاویر شخصی مردم در یکی ایالت های آمریکا، میلیون ها دلار جریمه شد.

با اضافه کردن رنگ به عکس های سیاه وسفید، صحنه هایی از مناظر قدیمی و افرادی که سال هاست در میان مان نیستند، به وضوح بازسازی می شود و نهایتاً حس بهتری را نسبت به گذشته ایجاد می کند. محققانی که این فناوری را توسعه داده اند، امیدوارند با استفاده آزادانه از این فناوری، افراد ایده های جدید و کاربردهایی را برای آن کشف کنند.

4112/