深度學習新突破！人類夜視將從單色進入全彩時代

eric955168

作者 Evan∣發布日期 2022年04月08日  12:59

比起動物，人類雖然可辨識更多顏色，但夜視能力卻其差無比，這是因人類雙眼只能偵測電磁波譜一小部分。拜科技之賜，夜視鏡讓人類突破先天限制得以清楚看見黑暗中的物體。但夜視鏡最大缺點，莫過於畫面幾乎「清一色」都是綠色。為了改善問題，《PLOS ONE》學術期刊最新刊登的研究展示突破性深度學習演算法，讓加大爾灣分校眼科系Browne實驗室研究人員只需採用人眼看不到的紅外線影像，就能重建全彩景象。

人眼可見光範圍在400～700nm，所以人類若身處沒有窗戶的房間，即使開一盞只發出800nm波長光的燈泡，人眼也看不到任何東西，只是一片漆黑。

透過紅外線攝影機，人類可看到某版及風貌的夜景。裝置最大挑戰是如何在可見光下渲染影像，以便讓觀看者理解看到的東西。以熱像儀為例，採用名為「偽彩」（pseudocolor）技術，讓紅外線影像看得見。雖然熱像儀影像也是五顏六色，但與我們日常看到真實可見光世界的影像大相逕庭。

夜視鏡也是提升人類夜視能力的另一個解決方案，但透過夜視鏡，我們只能看到單色世界。已有研究機構開發許多能提升夜視能力的先進機制與方法，如美軍早推出能以超亮白光線條清楚勾勒人與物體輪廓的夜視鏡，即使背景再暗，也宛如白晝。

6日刊登於《PLOSONE》學術期刊的最新研究指出，數十年電腦科學研究基礎上，開發並測試深度學習演算法，從某場景紅外線影像學習訓練開始，最終推論出場景在可見光譜的樣子。研究人員發現，其中一個採用深度U-Net體系結構的演算法，能將一組共3幅紅外線影像轉換成一張全彩照片，且照片與同場景正常光線拍攝照片十分相似。雖然短期還無法看到內建最新PoC概念驗證技術的夜視鏡上市，但全彩夜視功能到來絕對是遲早的事。