Visión nocturna en color: la IA colorea las imágenes infrarrojas

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Investigadores de los EE. UU. muestran que la visión por computadora puede mostrar de manera creíble imágenes grabadas en infrarrojo en color. La gente podía ver en color en la oscuridad con la tecnología.

Algunos sistemas de visión nocturna escanean entornos oscuros con luz infrarroja que es invisible para el ojo humano. Luego, el sistema emite estas grabaciones monocromáticamente como imágenes de video verdes. Con la ayuda del software AI, estas imágenes de luz infrarroja podrían mostrarse en color en el futuro.

El sistema AI aprende los colores

La tesis básica del equipo de investigación estadounidense de la Universidad de California Irvine: cada pigmento y cada tinte de un objeto refleja no solo longitudes de onda visibles sino también longitudes de onda infrarrojas. Un sistema de IA podría aprender esta superposición y traducir imágenes de un modo de color a otro.

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Para su propio estudio, el equipo primero imprimió alrededor de 200 imágenes de rostros humanos en color (CMYK), que fotografiaron una tras otra con diferentes longitudes de onda en el espectro IR y en el rango visible (ver imagen del título). Registraron la intensidad del reflejo.

Usando 140 de las fotos, los investigadores entrenaron una red neuronal convolucional (CNN) para identificar diferencias y similitudes entre las imágenes de luz infrarroja y las imágenes visibles convencionalmente.

Los investigadores están probando varios algoritmos. Las dos variantes de UNet lograron resultados comparables dependiendo del nivel de zoom, la regresión lineal se queda atrás significativamente.

En el caso de UNet-GAN, la red neuronal debería usar los valores de reflexión IR para predecir los valores de reflexión visible, inicialmente de forma completamente aleatoria. Controlada por un discriminador que comparaba la predicción con una imagen de referencia, la red pasaba por el proceso de predicción hasta que el valor predicho coincidía con la imagen de referencia.

A través de este proceso de entrenamiento, el sistema de IA aprendió a asignar colores adecuados del rango visible a grabaciones de luz infrarroja pura y, por lo tanto, la capacidad de colorear imágenes IR de manera realista. En una evaluación humana con zoom alto, la red UNet GA logró mejores resultados que la UNet monitoreada convencionalmente, que obtuvo una mejor calificación cuando se alejó.

Se utiliza para la visión nocturna y la investigación.

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Según el equipo de investigación, el proceso es adecuado, por ejemplo, para la visión nocturna en color en los sectores privado y militar o para estudios biológicos en los que la luz visible provoca reacciones indeseables.

El sistema de visión nocturna en color también podría ayudar en escenarios médicos, como la cirugía ocular, donde la retina está expuesta a una luz intensa durante mucho tiempo, lo que puede ser dañino para el ojo. El cirujano ocular con visión nocturna en color podría operar en la oscuridad pero ver el sujeto de la operación como si estuviera bajo luz visible.

Sin embargo, los investigadores matizan que, aunque su sistema funciona bien con rostros humanos, aún debe entrenarse y probarse para otros sujetos que reflejan la luz de manera diferente. Además, la conversión de video actualmente solo funciona a tres cuadros por segundo. Esto es demasiado lento para muchos escenarios de aplicación, especialmente en el contexto médico.

Lina
Lina García ha escrito sobre tecnología y marketing, cubriendo todo, desde la analítica hasta la realidad virtual, desde 2010. Antes de eso, obtuvo un doctorado en inglés, enseñó a escribir a nivel universitario y lanzó y publicó una revista en formato impreso y digital. Ahora es escritora, editora y consultora de marketing a tiempo completo.