AI biến ảnh có độ phân giải thấp trở nên sắc nét hơn 60 lần

Những bức ảnh có khuôn mặt trông-như-thật với độ phân giải rõ nét hơn tới 64 lần, bao gồm cả các đường nét như nếp nhăn, lông mi và râu ria – những đặc điểm không tồn tại trong bức ảnh gốc.

Các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Duke (Hoa Kỳ) đã phát triển một công cụ AI có thể biến những hình ảnh mờ, mà trong đó khuôn mặt người không thể nhận diện được, thành những bức chân dung rõ nét, những khuôn mặt trông-như-thật với độ phân giải rõ nét hơn tới 64 lần, bao gồm cả các đường nét như nếp nhăn, lông mi và râu ria – những đặc điểm không tồn tại trong bức ảnh gốc.

“Trước đây, chúng ta chưa bao giờ tái tạo được một bức ảnh với độ phân giải cao cùng nhiều chi tiết tỉ mỉ như thế này”, nhà khoa học máy tính Cynthia Rudin, người đứng đầu nhóm nghiên cứu cho biết.

Các nhà nghiên cứu sẽ trình bày hệ thống mới của họ, còn gọi là hệ thống PULSE, tại Hội nghị về Tầm nhìn Máy tính và Nhận dạng Mẫu (CVPR) 2020, dự kiến tổ chức từ ngày 14 tháng 6 đến ngày 19 tháng 6.

Trước đây, các nhà khoa học thường nhập hình ảnh có độ phân giải thấp vào máy, máy tính sẽ ‘đoán’ cần bổ sung pixel vào đâu bằng cách thử ghép các pixel tương ứng – một cách tương đối – lại với nhau, dựa trên những hình ảnh có độ phân giải cao mà máy tính đã từng ‘thấy’ trước đó. Kết quả của việc này là các vùng như tóc và da thường không đồng đều, tổng thể thành phẩm thường mờ nhòa và không rõ nét.

Nhóm nghiên cứu đã đưa ra một cách tiếp cận khác. Thay vì chụp bức ảnh có độ phân giải thấp rồi từ từ thêm chi tiết mới, hệ thống sẽ tạo ra một lượt các khả năng, tìm kiếm các hình ảnh chất lượng cao trông giống với ảnh gốc nhất – khi thu nhỏ cùng kích thước.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng một công cụ học máy mang tên “mạng sáng tạo đối nghịch” (GAN), được cấu thành từ hai mạng đối nghịch trong cùng một dữ liệu ảnh. Một mạng tái tạo mặt người từ những tấm ảnh mà nó đã ‘xem’, trong khi mạng kia xem xét tấm ảnh tái tạo đã đủ thuyết phục để bị nhầm với những tấm ảnh thực hay chưa. Càng có nhiều kinh nghiệm thì mạng đầu tiên sẽ càng thành thạo hơn, song song với đó, mạng thứ hai sẽ ngày càng không phân biệt được thật – giả trong tấm ảnh.

Dựa trên những bức ảnh nhòe nhoẹt, chất lượng kém, PULSE có thể tạo các bức ảnh rõ nét trông như thật – điều mà các phương pháp khác không thể, Rudin cho biết. Từ một khuôn mặt mờ ảo, nó có thể tạo ra hàng loạt tấm ảnh sắc nét để chúng ta lựa chọn, tài tình đến mức mỗi khuôn mặt đều khác nhau.

Ngay cả khi ta cung cấp cho hệ thống những chân dung mà hầu như không thể nhận diện được mắt và mũi, “thuật toán của chúng tôi vẫn có thể làm được gì đó, đây là điều mà các phương pháp truyền thống không thể làm được”, chuyên gia toán học Alex Damian, đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết.

Hệ thống có thể chuyển đổi hình ảnh khuôn mặt từ 16×16 pixel thành 1024×1024 pixel chỉ trong vài giây, đồng nghĩa với việc bổ sung hơn một triệu pixel, gần bằng độ phân giải HD. Các chi tiết như lỗ chân lông, nếp nhăn và lọn tóc không thể nhận diện trong các bức ảnh độ phân giải thấp sẽ trở nên rõ nét trong các phiên bản do máy tính tạo ra.

Các nhà nghiên cứu đã yêu cầu 40 người đánh giá 1.440 tấm ảnh được tạo ra bằng PULSE và năm phương pháp khác, theo thang điểm từ một đến năm, và PULSE được đánh giá là có khả năng tạo ra những tấm ảnh chân thực nhất.   

Mặc dù các nhà nghiên cứu tập trung vào việc tái tạo chân dung người, nhưng về mặt lý thuyết, có thể áp dụng kỹ thuật tương tự vào hầu hết các bức ảnh trong các lĩnh vực từ y học, hình ảnh trong kính hiển vi cho đến thiên văn và vệ tinh. Gần như trong mọi lĩnh vực, trí thông minh nhân tạo đều có thể tạo ra một bức ảnh mới sắc nét hơn, Sachit Menon, tác giả của nghiên cứu, người vừa tốt nghiệp Đại học Duke chuyên ngành toán học và khoa học máy tính, cho biết.

Tuy nhiên các nhà khoa học cho biết không nên sử dụng hệ thống này vào việc nhận dạng khuôn mặt: Nó sẽ không biến một bức ảnh mờ ảo, không thể nhận diện từ camera an ninh thành hình ảnh rõ nét của người thật. Thay vào đó, nó có khả năng tạo ra những khuôn mặt mới không tồn tại ngoài thực tế, nhưng trông có vẻ giống thật. □

Anh Thư dịch

Nguồn bài và ảnh: https://techxplore.com/news/2020-06-artificial-intelligence-blurry-sharper.html