science >> Wetenschap >  >> Fysica

Camera's kunnen beelden onthullen die voor het blote oog verborgen zijn

Krediet:EPFL Alain Herzog

EPFL-onderzoekers maakten gebruik van de beperkingen van het menselijk zicht om een ​​afbeelding in een video te verbergen. Het beeld is onzichtbaar voor het menselijk oog, maar niet voor een camera.

Menselijke visuele waarneming werkt goed en is zeer effectief in het zien van wat belangrijk voor ons is. Maar onze ogen zijn niet in staat het gemiddelde te nemen van videobeelden die langer dan 40 milliseconden duren. Dit is iets dat een camera kan doen, echter, dankzij de instelbare belichtingstijd.

EPFL-onderzoekers gebruikten dit feit om visuele informatie te verbergen. Ze hebben een afbeelding in de loop van de tijd aangepast door tijdelijke maskering, uiteindelijk omzetten in een video. Ze hebben een aantal technische componenten van het beeld aangepast om het onzichtbaar te maken, maar zonder het onderliggende beeld te veranderen. Deze temporele variatie kan niet worden gedetecteerd door het menselijk oog, die bezig is met het bekijken van de resulterende video. Maar een camera kan het verborgen beeld onthullen.

De onderzoekers begonnen met een simpele observatie:als je een schijf draait met twee verschillende kleuren, ze beginnen te versmelten. "Je hebt twee stukjes informatie - rode en groene kleuren - maar als het menselijk oog ze na verloop van tijd ziet, het stopt met het detecteren van twee kleuren en pikt gewoon geel op, " zei Sami Arpa, van EPFL's Image and Visual Representation Lab (IVRL). Arpa vroeg zich af of deze methode zou kunnen worden gebruikt om een ​​afbeelding in een afbeelding te verbergen en onze hersenen te misleiden. Dus ontwierp hij een schijf waarvan de tweede afbeelding alleen te zien is door de snelheid waarmee de schijf draait te synchroniseren met een stroboscooplamp. "Van daaruit dachten we hetzelfde effect te kunnen bereiken met video, ' zei Arpa.

Krediet:Ecole Polytechnique Federale de Lausanne

Dus hoe verberg je een afbeelding in een video? Dit is geen geringe prestatie, omdat afbeeldingen veel meer informatie bevatten dan teksten. De truc ligt in het maskeren van het ene signaal door het andere. "Normaal gesproken, om dit te laten werken, de twee signalen moeten hetzelfde contrast hebben, oriëntatie en frequentie, " zei Sabine Süsstrunk, het hoofd van het laboratorium. "Maar dat wordt behoorlijk ingewikkeld als je een afbeelding in een video wilt verbergen, omdat de twee signalen zo verschillend van aard zijn."

Een camera kan de verborgen informatie detecteren

De onderzoekers maakten gebruik van de tijdelijke beperkingen van onze visuele capaciteit om een ​​algoritme te ontwerpen dat speciale videozegels creëert. Ze bedachten een "tempocode, " een video gemaakt van bewegende patronen die de variërende frequenties van een afbeelding kunnen maskeren.

Krediet:EPFL Alain Herzog

Alleen een camera of smartphone-app kan de verborgen afbeelding onthullen. Ze hebben een functie die het menselijk oog mist - instelbare belichtingstijd - die kan worden gebruikt om de beelden tijdelijk te middelen. Het is alsof deze apparaten alle over elkaar heen geplaatste foto's tegelijk bekijken, aangezien video niets anders is dan een reeks beelden.

"We hebben van een afbeelding een video gemaakt, maar om ervoor te zorgen dat menselijke ogen het niet konden zien, we moesten jongleren met een aantal beperkingen – het was echt moeilijk, " zei Roger David Hersch, die hielpen bij het ontwikkelen van de methode. "We kunnen een belichtingstijd van 8 kiezen, 10 of 15 seconden, wat met het menselijk oog niet mogelijk is."