Читачі, напевно, не раз бачили на екранах своїх телевізорів або комп’ютерів те, як анонімність деяких людей підтримується шляхом розмивання чи пікселізації їхніх осіб. На світі зараз існує безліч способів виконати таку обробку, спеціальні фільтри для цього входять до складу більшості відео- та графічних редакторів, наприклад, всім відомого Фотошопу. А великі сервіси, такі, як Google Maps, використовують автоматичні алгоритми на основі штучного інтелекту для того, щоб розмивати обличчя людей та номерні знаки автомобілів на мільйонах фотографій, що завантажуються користувачами.
Але все, що було перераховано вище, є постобробкою цифрових зображень. Це означає, що оригінальні необроблені зображення знаходяться десь і на них може міститися інформація, яка ставить під загрозу чиюсь приватність у разі джерел, що відбувається не так вже й рідко в нашому житті. Тому дослідники з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі вирішили усунути цю проблему докорінно, видаливши небажані зображення ще раніше, ніж світло потрапить на поверхню світлочутливої матриці камери.
В принципі, таку можливість можна реалізувати у мікропрограмному коді камери. Однак, далеко не всі навіть найдорожчі та високоякісні камери мають процесор з потужністю, необхідною для роботи спеціально навчених нейронних мереж. Тому каліфорнійські дослідники підійшли до проблеми з іншого боку – з допомогою про “дифракційних обчислень”, тобто. за допомогою тільки оптичної складової камери.
Звичайно, те, що в них вийшло, кардинально відрізняється від звичних камер і методів отримання зображень. Спочатку дослідники навчили нейронну мережу на найпростіших чорно-білих зображеннях рукописних символів. Після цього за допомогою спеціальної програми структура нейронної мережі перетворилася на серію дифракційних шарів, видрукованих за допомогою спеціалізованого 3D. Ці шари, встановлені на певній відстані, перетворилися на оптичний обчислювальний блок обробки зображень, який був встановлений перед світлочутливою матрицею камери.
Кожен із шарів містить десятки тисяч мікроскопічних дифракційних елементів. Сукупність цих елементів дозволяють світла від “бажаного” об’єкта пройти крізь шар практично не торкнутися, світло ж від інших об’єктів шляхом дифракції перетворюється на безглузді образи, схожі на випадкові шуми. Більш того, оптична обробка організована так, що отримавши зображення, неможливо провести зворотну екстраполяцію та відновити віддалені частини.
Звичайно, можливості даної технології вельми обмежені, і функція “не знімати обличчя дядька Білла” навряд чи з’явиться в додатку для камери вашого смартфона в найближчому майбутньому. Однак, технологія оптичної обробки зображень, що працює буквально зі швидкістю світла може бути використана для оптичного шифрування, приховування деяких деталей на фотографіях, які можуть бути відновлені за наявності відповідного ключа. Джерело