Nachts sind alle Katzen grau, denn das menschliche Auge nimmt im Dunklen keine Farben wahr. Forschende in den USA haben nun jedoch eine Künstliche Intelligenz (KI) entwickelt, die mithilfe von Deep Learning aus Infrarotbildern originalgetreue Farbaufnahmen macht. Wie die Infrarot-KI das macht, liest Du hier.
Damit können auch wir Menschen Nachtsicht in Farbe genießen – und sehen nicht mehr nur monochromatisch grüne Aufnahmen. Doch wie funktioniert das genau? Wir bringen Licht ins Dunkle und zeigen Dir, was hinter der Nachtsicht-KI steckt und was sie heute schon kann.
Mehrere Wellenlängen für eine Farbe
Informatiker Pierre Baldi, Augenarzt Andrew Browne und sechs weitere Forschende, allesamt an der University of California in Irvine (UCI), zeigen in ihrer Forschungsarbeit, wie sich aus Infrarotaufnahmen mit mehreren Wellenlängen Farben rekonstruieren lassen. Die in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift Plos One vorgestellte Nachtsicht-KI kann originalgetreue Farbbilder von Gesichtern aus Infrarotaufnahmen berechnen. Dazu benötigt sie weder sichtbares Licht noch Informationen über die Aufnahme. Das Nachtsicht-Bild muss lediglich mit unterschiedlichen Infrarot-Wellenlängen aufgenommen worden sein.
So lernt die Nachtsicht-KI sichtbare Farben
Bis die Nachtsicht-KI tatsächlich vorzeigbare Ergebnisse liefern konnte, stand allerdings eine besondere Farblehre auf dem Programm. Und zwar mithilfe eines selbstentwickelten Lernsystems. Die Idee hinter dem Forschungsprojekt ist, dass jede Farbe nicht nur sichtbare Wellenlängen reflektiert, sondern auch bestimmte Infrarotwellenlängen. Weiß die KI also, welche sichtbare Farbe sich aus der jeweiligen Kombination aus Infrarotwellenlängen ergibt, dann lassen sich Infrarotbilder in Farbe rekonstruieren.
Um die KI zu trainieren, brauchte sie Lernfutter. Das bestand aus über 200 Bildern, die das Team erst in Farbe auf Papier ausdruckte und anschließend mit unterschiedlichen Wellenlängen aus dem sichtbaren sowie dem Infrarotbereich fotografierte. Dann war die KI an der Reihe, und zwar mit zwei getrennten KI-Bereichen namens Generator und Diskriminator. Der Ablauf war wie folgt: Der KI-Generator bekam die Infrarotbilder zu sehen und sollte daraus die passenden sichtbaren Wellenlängen generieren. Der KI-Diskriminator hatte das Referenzbild zur Verfügung und verglich es mit dem Ergebnis des Generators. Gab es Unterschiede, musste der Generator seine Arbeit wiederholen.
Wo könnte die Nachtsicht-KI zum Einsatz kommen?
Die Genauigkeit der Infrarot-KI ist beeindruckend, doch bislang kann sie lediglich drei Bilder pro Sekunde berechnen und ist auf menschliche Gesichter spezialisiert. Um also Infrarotvideos flüssig in Farbe darzustellen und auch weitere Motive originalgetreu rekonstruieren zu können, muss die KI noch verbessert werden. Dann wären aber verschiedenste Einsatzbereiche denkbar. Zum Beispiel bei Operationen am Auge, bei denen meist die Netzhaut der Patient:innen viel Licht ausgesetzt ist und davon Schaden nehmen kann. Oder auch beim Beobachten von Tieren in freier Wildbahn, wenn künstliches Licht sich auf das Verhalten auswirken könnte.
Wo siehst Du Vorteile von Nachtsicht in Farbe? Hinterlasse uns Deine Ideen in den Kommentaren.
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