Цілком природно, що з тих пір, як перша аналогова камера побачила світ, ці пристрої порівнювали з людським оком. Для опису обох використовуються такі властивості, як різкість, світлочутливість, діафрагма, лінза, фокусна відстань та яскравість. Але цифрова революція змінила ситуацію, тому що камери зараз - це в основному комп’ютери, які можуть бачити і мислити.

редакційний

Сьогодні кожен може зробити технічно якісну фотографію, адже «комп’ютерний ельф», який десь захований в процесорі зображень під назвою «інтелектуальна автоматизація», подбає про встановлення ключових параметрів та загострення сцени. Однак основні принципи фотографії досі незмінні.

Щоб фотографія була хорошою і цікавою, вона не повинна бути технічно досконалою, навіть не повинна бути ідеально чіткою. Найцікавіші знімки часто робляться унікальними завдяки невеликій розмитості об'єкта або технічній "недосконалості", спричиненій певними налаштуваннями параметрів. Фотограф просто повинен зупинити час у потрібний час і в потрібному місці. Звичайно, сьогодні багато чого можна (і часто доводиться робити) за допомогою комп’ютера, але справжнє мистецтво фотографії все-таки полягає у зйомці сцени під правильним кутом.

Камера з її лінзою замінює око спостерігача, а процесор зображення - це лише його мозок. Отже, коли ми говоримо про інтелект та пам’ять, ми говоримо про здатність обробляти та аналізувати дані зображень. Тому ми можемо задовільно порівняти камери з людським зором та мозком.Як би вийшло таке пряме порівняння?

Скільки пікселів ви бачите?

Хоча точного розрахунку немає, стверджується, що загальне роздільне здатність людського ока перевищує 100 мегапікселів, а це не число, з яким насправді працює наш мозок. Як і комп’ютер, мозок вибирає те, що бачить, і зосереджує свою увагу на фізично менших роздільних здатностях, які він може реально обробити (обчислити) у своїй здатності (обчислювальна потужність).

Хоча око добре орієнтоване з точки зору загальної роздільної здатності, корисної роздільної здатності рогівки або того, з чим зараз працює мозок, ми можемо приблизно оцінити десь між 5 і 10 мегапікселями, що є загальною роздільною здатністю для мобільних телефонів сьогодні.

Сучасні камери можуть перевершити людське око своєю роздільною здатністю, але око працює безперервно з роздільною здатністю 5-10 мегамікселів, тоді як камера одночасно робить лише одне зображення. Якщо ви записуєте відео, найпоширенішим є максимум у форматі Full HD, який становить лише близько 2 мегапікселів! З відмінністю око явно виграє.

Оптичне гальмо

Сучасна розробка лінз не йде в ногу з чіпсами датчиків. За доступною камерою якість часто погіршується при високій роздільній здатності, особливо по краях зображення. У світі електроніки т. Зв Закон Мура, однак, виробництво та розвиток оптичних елементів йдуть за їх "аналоговими" темпами.

Незважаючи на те, що розробка об'єктива займає багато часу, дизайнери електроніки тепер можуть швидше використовувати швидкозростаючу обчислювальну потужність та допомогти у відсутності оптики (правильне віньєтування, спотворення ствола тощо за допомогою математичних алгоритмів). Якщо лінза не дозволяє отримати більш високу роздільну здатність, ми можемо, принаймні за допомогою більш потужного процесора, збільшити чутливість до світла і, таким чином, загальну чіткість зображення.

Закон Мура описує збільшення кількості транзисторів на мікросхемі з часом так: "Кількість транзисторів, які можна розмістити на мікросхемі, зберігаючи найкращу ціну, подвоюється приблизно кожні два роки". Це твердження, використане в одній із його статей 1965 року Гордона Мура, одного із засновників Intel. Цей закон діяв з початку 1970-х років, коли інтенсивний розвиток мікропроцесора розпочався до наших днів. Термін Закон Мура спочатку формулювався у формі спостережень та прогнозів. У планах напівпровідникової галузі передбачається, що закон Мура застосовуватиметься до декількох поколінь мікросхем. Багато етапів випало на шлях збільшення щільності інтеграції - що, крім робочої частоти, є головною передумовою підвищення продуктивності процесора). І хоча кілька разів здавалося, що технологія досягла фізичного дна, бар'єри завжди подолані, а 18-місячний горизонт збережений, а кількість транзисторів на мікросхемі продовжує зростати. Однак закон Мура не застосовуватиметься безкінечно, оскільки технологія в певний момент буде обмежена законами фізики.

Динамічний діапазон

Обговорюваною проблемою в обробці зображень є широкий динамічний діапазон інтенсивності світла. Кажуть, що людське око має діапазон світлового контрасту до 120 дБ, що є цілком збалансованою битвою, хоча цифровий може зробити трохи більше.

Впровадження нової технології Lightfinder, яка досі використовується в камерах безпеки, дає можливість цифровим способом передавати кольорове зображення навіть у темряві з майже нульовою видимістю. Тут проявляється згаданий Закон Мура. Тому за поганих умов освітлення ми можемо очікувати справді фундаментальних зрушень. У міру розвитку датчиків CMOS камери практично настільки ж чутливі до світла, як людське око, а при роздільній здатності HTDV або VGA багато камер ще більш чутливі і перевершують нас.

Механіка очей та камер

Кут зору ока становить приблизно 75-95 °, а швидкість зміни кута огляду (панорамування) становить приблизно 900 ° в секунду. Якщо порівняти ці дані із сучасними PTZ-камерами, людське око швидше за більшість із них і поки перевершує алгоритми автофокусування. Поліпшення фокусу все ще залишається одним із головних пунктів, що цікавлять виробників та компанії, такі як Olympus чи Nikon, побиваючи в цьому плані один рекорд за іншим.

Однак, оскільки людське око не має оптичного збільшення, камери все ще мають величезну перевагу. Навіть найдешевші моделі можуть збільшувати оптику принаймні 3 рази, для чого потрібна "додаткова оптика" (бінокль).

Технологія може не спати і відпочивати, як люди, але її також потрібно вимкнути, перезапустити і, звичайно, зарядити ліхтарики. Слід мати на увазі, що подібно до того, як інфекції та сторонні предмети можуть впливати на людське око, певні речі також можуть впливати на оптику та датчики цифрових пристроїв. Бруд, пил, дим або туман впливають на об'єктив камери так само, як наші очі.

Однак сенсорний чіп має одну перевагу перед оком, а саме здатність реагувати на невидиме інфрачервоне випромінювання, що дозволяє деяким камерам бачити світло навіть у темряві. Звичайно, спеціальні камери охорони також можуть фіксувати променисте тепло і, отже, мають здатність бачити навіть при нульовій видимості, але таке зображення має свої обмеження і здебільшого використовується лише для базового виявлення.

Як справи з пам’яттю?

У всіх нас є деякі спогади, до яких ми можемо повернутися в будь-яку мить у своїх думках. Ми можемо лише дивуватися, наскільки дивно наш мозок може аналізувати образи та "відео" з нашого минулого і в той же час мати можливість зберігати їх протягом багатьох років. Поки що навіть найдосконаліші комп'ютери відстають від людських у цій дисципліні.

Однак їх пам’ять та ефективність постійно покращуються завдяки відомому закону Мура. Завдяки розробці карт пам'яті SD ми зможемо легко зберігати тижні відеозаписів або тисячі і тисячі великих високоякісних фотографій безпосередньо в камері на одному носії в найближчі роки без необхідності заміни. Кілька років тому ми розрахували ємність до мегабайт, і сьогодні карти пам'яті також доступні ємністю 64 і 128 ГБ, тоді як більші ємності вже на шляху.

Однак не тільки зростає ємність сховища, але і швидкість та доступність Інтернету також зростає. Ми переживаємо бум сервісів, заснованих на хмарних рішеннях, які також є проникаючими камерами. Тому з більшою ймовірністю ми скоро матимемо «необмежену» пам’ять у камерах.

Людина проти машина

Давайте поставимо собі останнє запитання: «Людина чи машина краще?» Як ви, напевно, знаєте, відповідь неоднозначна. Технологія в чомусь перевершує наше бачення, але все ще не досягає всіх наших можливостей, і, можливо, знадобиться ще кілька років, щоб сили зрівнялися.

Штучний інтелект у камерах зробив величезний стрибок, головним чином завдяки зростаючій продуктивності процесорів зображень, але він все ще не відповідає відчуттям людини, яка може працювати з ручними налаштуваннями. Для досягнення бажаних результатів співпраця обох необхідна сьогодні і найближчим часом. Наш мозок може аналізувати сцену та передбачати поведінку захоплених об’єктів за допомогою людської інтуїції. Наша довготривала пам’ять не має собі рівних у світі тварин, але камера ніколи не обманює, не плутає та не змінює спогади - вона завжди записує саме те, що бачить, і не прикрашаючи.

В результаті Закону Мура ми маємо дедалі більше обчислювальної потужності та більш придатну роздільну здатність, тоді як еволюція людини поки що здається такою, що нас стає більше, ми вищі - і ширші. Дивлячись на триваючу гонку, стає очевидним, що закон Мура працює набагато швидше, ніж еволюція містера Дарвіна.

Нас цікавить ваша думка. Як ви думаєте, технологія перевершує людське око?