Conseguir que una cámara de visión nocturna muestre lo que está capturando a todo color es una de esas tecnologías que por ahora solo podíamos esperar de la ciencia ficción. Un grupo de investigadores ha logrado desarrollar una cámara con IA para tomar fotos en color en completa oscuridad.
Hasta ahora, el negro monocromático y el verde definían la visión nocturna. Y decimos hasta aquí, porque un estudio publicado recientemente en MÁS UNO por Un equipo de científicos descubrió que un algoritmo de aprendizaje profundo puede construir una reconstrucción a todo color de una escena utilizando solo imágenes infrarrojas que el ojo humano no puede ver.
Tal y como explican en su trabajo, el ojo humano solo puede detectar una pequeña porción del espectro electromagnético. Las ondas de luz que podemos ver van desde unos 400 nanómetros (registradas en el cerebro humano como violetas) hasta unos 700 nanómetros (las que se perciben como rojas). Por lo tanto Sí, por ejemplo, alguien en una habitación sin ventanas con una bombilla brillante que emita luz a una longitud de onda de 800 nanómetros experimentaría una oscuridad total.
El humano también podría ver una versión de la escena si estuviera mirando a través de una cámara infrarroja, y hasta allí habíamos llegado desarrollando tecnologías. Y Este fue también el punto de partida del nuevo estudio: representar estas imágenes en luz visible para que un espectador humano pueda entender lo que está viendo, haciendo que la luz infrarroja sea perfectamente visible. Según los autores:
Algunos sistemas de visión nocturna usan luz infrarroja que no es perceptible para los humanos, y las imágenes renderizadas se transponen a una pantalla digital que presenta una imagen monocromática en el espectro visible. Buscamos desarrollar un algoritmo de imágenes impulsado por arquitecturas optimizadas de aprendizaje profundo mediante el cual la iluminación espectral infrarroja de una escena podría usarse para predecir una representación del espectro visible de la escena tal como la percibe un ser humano en la luz del espectro visible. Esto haría posible representar digitalmente una escena del espectro visible para los humanos cuando, de lo contrario, están en completa “oscuridad” y solo están iluminados por luz infrarroja.
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Dicho esto, y como subrayan los investigadores, no es la cámara lo que importa, sino el algoritmo que utilizaron para reconstruir las imágenes. Crearon un tipo especial de IA conocido como red neuronal, una especie de algoritmo de aprendizaje profundo diseñado para simular cómo aprenden los cerebros humanos, que luego entrenaron para detectar correlaciones entre cómo se ven las imágenes bajo el infrarrojo y bajo el espectro visible:
Nosotros… optimizamos una red neuronal convolucional con una arquitectura similar a U-Net [una arquitectura diseñada para permitir un procesamiento de imágenes rápido y preciso] para predecir imágenes del espectro visible solo a partir de imágenes del infrarrojo cercano. Este estudio sirve como un primer paso hacia la predicción de escenas del espectro visible humano a partir de una iluminación casi infrarroja imperceptible.
El resultado no puede ser más satisfactorio. En condiciones ideales de laboratoriolos investigadores descubrieron que uno de sus algoritmos, utilizando arquitecturas profundas basadas en U-Net, podía transformar un conjunto de tres imágenes infrarrojas en una foto a todo color que se parecía mucho a una foto normal de la misma imagen.
Para terminaraclarar que se necesitará mucho más estudio antes que esta tecnología es más precisa y se puede utilizar, por ejemplo, en gafas de visión nocturna de corta duración. Pero sin duda es un gran avance que muestra que tal visión nocturna a todo color es posible. [PLOS ONE via IFLScience]
