Hore

Prekoná technika ľudský zrak? (úvaha)

Je vcelku prirodzené, že od okamihu, kedy uzrela svetlo sveta prvá analógová kamera, boli tieto zariadenia zrovnávané s ľudským okom. Vlastnosti ako ostrosť, svetelná citlivosť, clona, šošovka, ohnisková vzdialenosť a svetelnosť sa používajú pri popise oboch. Lenže digitálna revolúcia zmenila situáciu, pretože kamery sú dnes už v podstate počítače, ktoré dokážu vidieť a rozmýšľať.


Technicky dobrú fotku dnes urobí skutočne každý, pretože o nastavovanie kľúčových parametrov a o doostrenie scény sa postará „počítačový škriatok“, ktorý sa ukrýva kdesi v obrazovom procesore pod označením „inteligentná automatika“. Základné princípy fotografie sú však stále nezmenené.

Aby bola fotka dobrá a zaujímavá, nemusí byť technicky dokonalá, ba dokonca nemusí byť ani perfektne ostrá. Tie najzaujímavejšie zábery často robí unikátnymi práve jemná neostrosť snímaného objektu alebo technická „nedokonalosť“ spôsobená istým nastavením parametrov. Fotograf musí len zastaviť čas v tom správnom okamihu a na správnom mieste. Iste, veľa vecí sa dnes dá (a často aj musí) dotvárať v počítači, avšak pravé umenie fotografie je stále v tom zachytení scény zo správneho uhla.

Fotoaparát so svojim objektívom nahrádza oko pozorovateľa a obrazový procesor je len jeho mozog. Ak teda hovoríme o inteligencii a o pamäti, bavíme sa o schopnosti spracúvať a analyzovať obrazové dáta. Kamery preto môžeme spokojne zrovnávať s ľudským zrakom a mozgom.Ako by dopadlo také priame porovnávanie?

Koľko pixelov vidíte?

Hoci neexistuje presná kalkulácia, uvádza sa, že ľudské oko má celkové rozlíšenie viac než 100 megapixelov, čo však nie je počet, s akým skutočne pracuje aj náš mozog. Podobne ako počítač, si aj mozog selektuje čo vidí a zaostruje svoju pozornosť na fyzicky menšie rozlíšenia, ktoré dokáže vo svojej kapacite (výpočtovom výkone) reálne spracovať (spočítať).

Hoci oko výrazne vedie, pokiaľ sa jedná o celkové rozlíšenie, využiteľné rozlíšenie rohovky alebo to, s ktorým mozog v danom okamihu pracuje,môžeme zhruba odhadnúťniekde medzi 5 a 10 megapixelmi, čo je dnes bežné rozlíšenie aj pre mobilné telefóny.

Moderné fotoaparáty dokážu svojim rozlíšením prekonať ľudský zrak, lenže oko pracuje v 5-10 megamixelovom rozlíšení kontinuálne, zatiaľ čo fotoaparát zachytí vždy iba jednu snímku. Ak nahrávate video, tak najbežnejšie maximálne vo Full HD formáte, čo sú zhruba iba 2 megapixely! Pri rozlišovacej schopnosti oko jasne vyhráva.

Optická brzda

Súčasný vývoj objektívov nedrží krok so snímacími čipmi. Pri cenovo dostupnom fotoaparáte dochádza často pri veľkom rozlíšení k zhoršeniu kvality, najmä v okrajoch záberu. Vo svete elektroniky platí už pár rokov tzv. Mooreov zákon, lenže výroba a vývoj optických prvkov sa riadia svojím „analógovým“ tempom.


Zatiaľ čo vývoj objektívu trvá dlhší čas, konštruktérielektronikymôžu dnes rýchlejšie využívať prudko rastúcivýpočtovývýkon a dopomáhať nedostatkom optiky (korigovať pomocou matematických algoritmov vignetáciu, skreslenia súdkovitosti a pod.). Ak neumožňujeobjektív získať vyššie rozlíšenie, môžeme aspoň s využitím výkonnejšieho procesoru zvýšiťcitlivosť na svetlo a tým celkovú zreteľnosťa kresbu snímaného obrazu.

Mooreov zákon opisuje nárast počtu tranzistorov na čipe v priebehu času takto: "množstvo tranzistorov, ktoré môžu pri zachovaní najlepšej ceny byťumiestnené na čipe sa zdvojnásobí zhruba každé dva roky." Je to výrok, ktorý použil v jednom zo svojich článkov v roku 1965 Gordon Moore, jeden zo zakladateľov spoločnosti Intel. Od začiatku sedemdesiatych rokov, kedy začal intenzívny vývoj mikroprocesora do súčasnosti, tento zákon stale platí. Termín Mooreov zákon bol pôvodne formulovaný v podobe pozorovaní a prognóz. Plány polovodičového priemyslu predpovedajú, že Moorov zákon bude platiť niekoľko generácií čipov. Na ceste zvyšovania hustoty integrácie – tá je totiž popri pracovnej frekvencii hlavným predpokladom rastu výkonnosti procesorov – padli mnohé míľniky. A aj napriek tomu, že to už niekoľkokrát vyzeralo akoby technológia narazila na fyzikálne dno, vždy sa bariéry podarilo prekonať a 18 mesačný horizont zostal zachovaný, pričom počet tranzistorov na čipe naďalej rastie. Moorov zákon však nebude platiť donekonečna, pretože technológie budú v určitom okamihu limitované fyzikálnymi zákonmi.


Dynamický rozsah

Diskutovaným problémom pri spracovaní obrazu je široký dynamický rozsah intenzity svetla. Ľudský zrak má údajne rozsah svetelného kontrastu až 120 dB, čo je vcelku vyrovnaný súboj, aj keď už digitál dokáže o kus viac.

Uvedenie novej technológie Lightfinder, ktorá sa používa zatiaľ v bezpečnostných kamerách, umožňuje digitálne sprostredkovať farebný obraz aj v tme s takmer nulovou viditeľnosťou. Práve tu sa prejavuje spomínaný Mooreov zákon. V zlých svetelných podmienkach teda môžeme očakávať skutočne zásadný posun. Ako postupuje vývoj snímacích prvkov CMOS, sú fotoaparáty prakticky rovnako citlivé na svetlo ako ľudské oko a pri rozlíšeniach HTDV alebo VGA sú dokonca mnohé kamery omnoho citlivejšie a prekonávajú nás.

Mechanika oka a kamery

Zorný uhol oka je približne 75-95° a rýchlosť zmeny uhla pohľadu (panorámovanie) je zhruba 900° za sekundu. Ak tieto údaje porovnáme so súčasnými PTZ kamerami, je ľudské oko rýchlejšie než väčšina z nich a zatiaľ prekonáva aj algoritmy automatického preostrovania. Vylepšovanie ostrenia je stále jedným z hlavných bodov záujmu výrobcov a spoločnosti ako Olympus alebo Nikon v tomto smere lámu jeden rekord za druhým.

Pretože však ľudské oko nemá optický zoom, majú kamery a fotoaparáty stále obrovský náskok. Aj tie najlacnejšie modely dokážu zoomovať svojou optikou minimálne 3× na čo človek potrebuje „prídavnú optiku“ (ďalekohľad).

Technika síce nemusí spať a odpočívať tak ako ľudia, ale aj ona potrebuje občas vypnúť, reštartovať a samozrejme dobiť baterky. Treba mať na pamäti, že rovnako ako môžu ľudské oko zasiahnuť infekcie a cudzie predmety, môžu isté veci ovplyvňovať aj optiku a snímače digitálnych prístrojov. Špina, prach, dym alebo hmla ovplyvňujú objektív kamery rovnako ako naše oči.


Snímací čip má však oproti oku jednu výhodu a tou je schopnosť reagovať aj na neviditeľné infražiarenie, čo umožňuje niektorým kamerám vidieť s prísvitom aj v tme. Samozrejme špeciálne bezpečnostné kamery dokážu snímať aj vyžarované teplo a preto majú schopnosť vidieť aj pri inak nulovej viditeľnosti, ale takýto obraz má svoje obmedzenia a slúži väčšinou len na základnú detekciu.

Ako ste na tom s pamäťou?

Všetci máme nejaké spomienky, ku ktorým sa dokážeme v ktoromkoľvek okamihu v mysli vrátiť. Môžeme len žasnúť nad tým, akým ohromujúcim spôsobom náš mozog dokáže analyzovať obrázky a „video“ z našej minulosti a súčasne ich vie uchovávať mnoho rokov. V tejto disciplíne za človekom zatiaľ zaostávajú aj najvyspelejšie počítače.

Ich pamäť a výkon sa však neustále zlepšujú vďaka známemu Mooreovmu zákonu. Vďaka rozvoju SD pamäťových kariet budeme môcť v nasledujúcich rokoch ľahko uchovávať aj celé týždne videozáznamov alebo tisíce a tisíce veľkých fotografií vo vysokej kvalite priamo v kamere na jedinom médiu, bez nutnosti výmeny. Pred pár rokmi sme rátali kapacitu na megabajty a dnes sú dostupné pamäťové kartičky aj v kapacitách 64 a 128 GB, pričom väčšie kapacity sú už na ceste.

Rastie však nielen kapacita úložného priestoru, ale zvyšujú sa aj rýchlosť a dostupnosť internetu.  Zažívame rozmach služieb postavených na cloudových riešeniach, ktoré prenikajú aj do fotoaparátov a kamier. Je preto viac ako pravdepodobné, že budeme mať už čoskoro v kamerách „neobmedzenú“ pamäťovú kapacitu.

Človek vs. stroj

Položme si konečnú otázku: „Je lepší človek alebo stroj?“ Ako iste tušíte, odpoveď nie je jednoznačná. Technika náš zrak v niektorých ohľadoch prekonáva, ale stále nedosahuje všetky naše schopnosti a zrejme to ešte niekoľko rokov potrvá, kým sa sily vyrovnajú.

Umelá inteligencia v kamerách zaznamenala obrovský skok najmä vďaka rastúcemu výkonu obrazových procesorov, no stále sa nevyrovná citu človeka, ktorý vie pracovať s manuálnym nastavením. Na dosiahnutie požadovaných výsledkov je nutná spolupráca oboch a to dnes, aj v blízkej budúcnosti. Náš mozog vie analyzovať scénu a predvídať správanie snímaných objektov vďaka ľudskej intuícii. Naša dlhodobá pamäť je vo svete zvierat bezkonkurenčná, ale kamera nikdy neklame, ani si spomienky nepletie a neupravuje ich – vždy zaznamená presne to, čo vidí a bez prikrášľovania.

V dôsledku Mooreovho zákona máme stále väčší výpočtový výkon a použiteľnejšie rozlíšenie, zatiaľ čo doterajšia ľudská evolúcia sa zdá spočíva v tom, že je nás viac, sme vyšší – a aj širší. Pri pohľade na prebiehajúci závod je zrejmé, že Mooreov zákon beží oveľa rýchlejšie než evolúcia pána Darwina.

Zaujíma nás Váš názor. Čo myslíte, prekoná technika ľudský zrak? 

Komentáre

Pridaj komentár Pridaj komentár Zobraziť posledný príspevok
JohnNewton
2013-10-04 12:17:49
V mnohých smeroch prekonala, ale v istých parametroch to bude zbytočné, reálne to nemôžeme vidieť, iba sprostredkovane alebo po konverzii na možnosti zraku.
 
om1ci
2013-10-04 12:32:38
Skôr ako by to nastalo sa ľudstvo svojou chamtivosťou a nenažranosťou vyhubí samo...takže bohužiaľ sa nestihne technika vyrovnať človeku.
 
JohnNewton
2013-10-04 12:38:38
príspevok od: om1ci
Skôr ako by to nastalo sa ľudstvo svojou chamtivosťou a nenažranosťou vyhubí samo...takže bohužiaľ sa nestihne technika vyrovnať človeku.
Už je známy nejaký nový dátum "konca sveta" ?
 
om1ci
2013-10-04 12:43:42
neboj, to bude pozvoľné...
 
sherpa
2013-10-04 13:01:07
Oko je aj mikroskop/makroobjektiv aj teleobjektiv {obmedzene ale je}.
Oko dokaze panoramovat a byt kontinualne zaostrene na prave panoramovane predmety{v roznej vzdialenosti}, takmer bez oneskorenia.
Oko pri panoramovani {otacani sa okolo osi tela} ma dokonale zobrazenie pola, nie je ziadne rusive zakrivenie {sietnica nie je rovna plocha ale plast gule}.
Oko ma vlastnu automaticku clonu, funguje velmi vyborne.
Oko ma velmi velky rozsah ISO a maly sum. V tme sice nevidime, ale vieme po byte chodit aj po tme pri osvetleni 0.0000 x luxa.
Oci mame 2, tak mame stereoobraz v 3D. bez pridavnej technologie, ci filtrov atd.

Tak este v technike mame co dobiehat......lebo techniku tvorime my ludia. Nas ludi ale tvori priroda...a ta mala/ma vela casu, pokusov a pokusnych mysi .
 
sherpa
2013-10-04 13:07:22
+ ja si dokazem spomenut a vykreslit video a fotky {paralelne naraz} spred 20 rokov v okamihu {vyhladanie do 0.1 sekundy, premietanie v nadHD kvalite aj v zrychlenom rezime, aj spatne, opakovane, s prelinanim, real-time strih scen}, zvladne toto nejaky technicky ulozny/premietaci system na datach v rozsahu PB v takomto slede? a kedy?
 
Blue33
2013-10-04 13:12:56
Porovnávať oko s pc technikou je neporovnateľné. Oko pracuje na inom principe ako sa to vypočtová technika snaží imitovať. Pc to je log. 0 a 1 u človeka to funguje určite inak........a ešte, pri pozeraní očami si videl prepaly?
Skôr ako rýchlosť a pixely musí človek pri imitovaní oka odstrániť prepaly čiže zlepšiť dynamiku snímačov a to tak skoro nebude a môže počet tranzistorov rásť ako kysnutý chleba ako len vládze.
 
om1ci
2013-10-04 13:21:47
" Diskutovaným problémom pri spracovaní obrazu je široký dynamický rozsah intenzity svetla. Ľudský zrak má údajne rozsah svetelného kontrastu až 120 dB, čo je vcelku vyrovnaný súboj, aj keď už digitál dokáže o kus viac. "

AHA, to si kde vyčítal ?
 
netmouse
2013-10-04 13:47:19
príspevok od: Blue33
Porovnávať oko s pc technikou je neporovnateľné. Oko pracuje na inom principe ako sa to vypočtová technika snaží imitovať. Pc to je log. 0 a 1 u človeka to funguje určite inak........a ešte, pri pozeraní očami si videl prepaly?
Skôr ako rýchlosť a pixely musí človek pri imitovaní oka odstrániť prepaly čiže zlepšiť dynamiku snímačov a to tak skoro nebude a môže počet tranzistorov rásť ako kysnutý chleba ako len vládze.
... neboj, pozeraj minutu do slnka cez okno a potom sa otoc do izby ... ja mam asi 10minut prepal jak svina
 
om1ci
2013-10-04 13:54:50
príspevok od: netmouse
... neboj, pozeraj minutu do slnka cez okno a potom sa otoc do izby ... ja mam asi 10minut prepal jak svina
urob to s čipom na digitále ....................
 
Artpraktik
2013-10-04 14:55:10
Perspektíva patrí technike. Nejde iba o oko. Vieme vidieť v tme? Vieme vidieť "za roh"? Vieme okom zmerať vzdialenosť? Dokážeme sa okom porovnávať s mikroskopom? Alebo výkonným teleskopom? Oko oklame obyčajný iluzionista. Je unavené po pár hodinách čumenia do bedne. Mnohí majú podpriemerný zrak, farbosleposť... Technika je v porovnaní s naším zrakom skutočne na začiatku vývoja. No sledných pár desiatok rokov znamenalo to, že bezpilotné lietadlá sú skutočnosťou. Stroje zbierajú plody a monitorujú dej stovky hodín v kuse. V kombinácii s GPS, infrakamerou a výpočtami vidia to, čo oko nikdy nedokáže. Nové materiály, technológie a ich kombinácia vo vzájomnej súhre oko prekoná v pomerne krátkej dobe aj v zbytku parametrov, ktoré ešte oko má lepšie. Zoberte si, ako ide vývoj dopredu dnes. A koľko trval v minulosti http://sk.wikipedia.org/wiki/Camera_obscura .
 
JohnNewton
2013-10-04 15:22:02
príspevok od: Blue33
Porovnávať oko s pc technikou je neporovnateľné. Oko pracuje na inom principe ako sa to vypočtová technika snaží imitovať. Pc to je log. 0 a 1 u človeka to funguje určite inak........a ešte, pri pozeraní očami si videl prepaly?
Skôr ako rýchlosť a pixely musí človek pri imitovaní oka odstrániť prepaly čiže zlepšiť dynamiku snímačov a to tak skoro nebude a môže počet tranzistorov rásť ako kysnutý chleba ako len vládze.
Prepaly samozrejme vidíš, pohľad do slnka (inak by si videl tie škvrny ), všetky jeho odlesky na hladine a od lesklých predmetov, to všetko je nad DR oka. Uvádaza sa 16-20 EV, pri krátkodobej adaptácii na tmu cca 30 EV. Mimochodom, vieš sa vžiť do 10 x vyššieho rozlíšenia jastraba alebo orla ?.
 
sherpa
2013-10-04 16:21:26
ak orol z 3 km vysky dokaze zbadat pohyb mysi ci zajaca pod sebou {v prirodzenom prostredi a maskovani}, aky ma "teleskop" v oku a aky "snimac" na sietnici? to uz bude naozaj radovo niekde nad clovekom....my sme proti tomu asi ako krtkovia. a pritom to jeho oko je velkostou asi ako nase a plochou to tiez nie je prave stredoformat .
 
sherpa
2013-10-04 16:40:50
príspevok od: netmouse
... neboj, pozeraj minutu do slnka cez okno a potom sa otoc do izby ... ja mam asi 10minut prepal jak svina
daktore prepaly sice bolia ale neohrozuju...daktore su uz trvale....aj na oku... http://www.the-digital-picture.com/Help/Flare.aspx
 
juve16
2013-10-04 19:39:48
príspevok od: Blue33
Porovnávať oko s pc technikou je neporovnateľné. Oko pracuje na inom principe ako sa to vypočtová technika snaží imitovať. Pc to je log. 0 a 1 u človeka to funguje určite inak........a ešte, pri pozeraní očami si videl prepaly?
Skôr ako rýchlosť a pixely musí človek pri imitovaní oka odstrániť prepaly čiže zlepšiť dynamiku snímačov a to tak skoro nebude a môže počet tranzistorov rásť ako kysnutý chleba ako len vládze.
....a ešte, pri pozeraní očami si videl prepaly?

ked pozeram fotky a vidim prepaly, to sa nerata?
 
JanoP
2013-10-05 10:54:03
Otázka je zle položená...
 
seifi
2013-10-05 20:52:18
staršie ročníky pamätajú zo školy - otočíme toky riek, či poručíme větru dešti; tak toto mi príde podobne
 
JohnNewton
2013-10-06 10:49:31
príspevok od: seifi
staršie ročníky pamätajú zo školy - otočíme toky riek, či poručíme větru dešti; tak toto mi príde podobne
Staršie ročníky si pamätajú z odborných periodík ( napr. Technické noviny) aj vízie budúcnosti. Dnešný smartphone ich mnohé vysoko prekonáva
 
seifi
2013-10-06 11:14:31
príspevok od: JohnNewton
Staršie ročníky si pamätajú z odborných periodík ( napr. Technické noviny) aj vízie budúcnosti. Dnešný smartphone ich mnohé vysoko prekonáva
http://www.sme.sk/diskusie/2198652/1/Ako-uniest-lietadlo-rychlo-a-lacno.html
tiež si myslím; prečítaj si začiatok diskusie ; aj článok je celkom dobrý
myslím si ale, že úroveň šťastia nie je s nadobudnutým smartphonom vyššia ako bolo šťastie roľníka pri kúpe nového ryľu; to že kúpou nepotrebných vecí sa pocit šťastia opakuje u nás častejšie je tiež pravda, roľníkovi ten pocit zase vydržal dlhšie
 
JohnNewton
2013-10-06 16:29:21
príspevok od: seifi
http://www.sme.sk/diskusie/2198652/1/Ako-uniest-lietadlo-rychlo-a-lacno.html
tiež si myslím; prečítaj si začiatok diskusie ; aj článok je celkom dobrý
myslím si ale, že úroveň šťastia nie je s nadobudnutým smartphonom vyššia ako bolo šťastie roľníka pri kúpe nového ryľu; to že kúpou nepotrebných vecí sa pocit šťastia opakuje u nás častejšie je tiež pravda, roľníkovi ten pocit zase vydržal dlhšie
So šťastím to asi nemá čo robiť, ale úprimne nebol by si šťastný, keď s dieťaťom v Austrálii môžeš kedykoľvek hovoriť a pri tom ho trebárs aj vidieť ?
 
seifi
2013-10-06 16:38:11
príspevok od: JohnNewton
So šťastím to asi nemá čo robiť, ale úprimne nebol by si šťastný, keď s dieťaťom v Austrálii môžeš kedykoľvek hovoriť a pri tom ho trebárs aj vidieť ?
dieťa za starých čias ti sedelo pri r.ti a nemotalo sa po svete videl si ho každý deň; no a do sveta šli dobrodruhovia, také povahy keď sú čo len v BA tak vieš o nich menej ako o dieťati, čo píše z Ameriky; z druhej strany ani epidémie k nám neprišli tak bleskovo, zo dňa na deň; takto lamentovali už starí Rimania, nič si z toho ale nerob, príde čas, budeš aj ty
 
JohnNewton
2013-10-06 17:36:49
príspevok od: seifi
dieťa za starých čias ti sedelo pri r.ti a nemotalo sa po svete videl si ho každý deň; no a do sveta šli dobrodruhovia, také povahy keď sú čo len v BA tak vieš o nich menej ako o dieťati, čo píše z Ameriky; z druhej strany ani epidémie k nám neprišli tak bleskovo, zo dňa na deň; takto lamentovali už starí Rimania, nič si z toho ale nerob, príde čas, budeš aj ty
No epidémie šli pomalšie, za to rusáci to stihli bleskovo
 
seifi
2013-10-06 18:20:09
príspevok od: JohnNewton
No epidémie šli pomalšie, za to rusáci to stihli bleskovo
 
total empty
2013-10-06 19:39:18
príspevok od: JohnNewton
V mnohých smeroch prekonala, ale v istých parametroch to bude zbytočné, reálne to nemôžeme vidieť, iba sprostredkovane alebo po konverzii na možnosti zraku.
Data v Startreku má umelé oči a pozitronový mozog. A prepína si spektrum videnia ako Predátor.
Takže tak ako všetko bolo najprv v Startreku,neskôr bude aj v našej realite.Dokonca aj ten černoch,neprídem mu teraz na meno , v nových častiach odhodil z hlavy ten sersan a má umelé oči.
Možnosť nastavenia očí na celé spektrum je fascinujúca, a ešte keď sa k tomu pridá zoom.....
A v podstate by neboli slepý a jednooký ľudia, tým by také technologie pomohli.
 
jo100rin
2013-12-15 16:13:44
Pri komentovaní ,posudzovaní ľudského zraku a videotechniky mnohí porovnávate izolovane iba oko človeka a oko orla ,obmedzené spektrum videnia ľudského oka,uhol videnia....Porovnanie z mikroskopom teleskopom,infrakamerou ...Dodám ešte,že sietnica oka má nerovnakú schopnosť rozlišovania ,menšia je pre periférne videnie,tu mozog-počítač vkladá svoje nadobudnuté informácie .Kapacita a rýchlosť týchto operácii je neprekonateľná .Nezabúdajme na precíznu prácu očných svalov,Treba brať do úvahy všetky časti ľudského zraku komplexne pri úvahe či prekoná technika ľudský zrak.
 

Ďalší článok z kategórie

Inzercia

ČLÁNKY - aktuálne diskutované