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Aprendizagem de máquina ajuda humanos a enxergar cores no escuro

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Pesquisadores da Universidade da Califórnia em Irvine (UCI), nos EUA, desenvolveram uma técnica que permite visualizar cores no escuro. Eles utilizaram um sistema de aprendizado profundo para ensinar um dispositivo de inteligência artificial (IA) a enxergar diferentes tonalidades na ausência de luz.

A visão humana é limitada quando se trata de identificar algo no escuro. Isso ocorre porque as pessoas só percebem a luz no espectro visível entre 400 nm e 700 nm. Atualmente, só é possível contornar essa limitação usando tecnologias de visão noturna, iluminando os objetos com luz infravermelha para obter imagens monocromáticas.

“Ao ensinar uma rede neural com um grande número de amostras, para que ela saiba exatamente quais cores devem estar em uma determinada imagem ou cena, as técnicas de aprendizado profundo são capazes de transformar figuras em preto e branco em imagens coloridas”, explica o professor de oftalmologia Andrew Browne, autor principal do estudo.

Enxergando cores

Pesquisas anteriores mostraram que as redes de aprendizado profundo podem ser extremamente precisas para adicionar cores em imagens monocromáticas. No entanto, esses sistemas precisam de uma quantidade muito grande de informações, limitando sua eficiência para cenas previamente carregadas em um banco de dados.

Amostras do uso do algoritmo de aprendizado profundo para colorir imagens monocromáticas (Imagem: Reprodução/UCI)
Amostras do uso do algoritmo de aprendizado profundo para colorir imagens monocromáticas (Imagem: Reprodução/UCI)

Com essa nova abordagem, os pesquisadores descobriram que é possível melhorar o treinamento do sistema de inteligência artificial usando uma câmera especial monocromática, capaz de responder aos comprimentos de ondas de luz tanto no espectro visível quanto no infravermelho.

“Nós treinamos a IA tirando várias fotos dos rostos das pessoas para familiarizar o algoritmo de aprendizado profundo com as cores que compõem as faces humanas. Em seguida, aplicamos a mesma abordagem para tirar uma sequência de fotografias semelhantes no escuro”, acrescenta Browne.

Aplicações futuras

Os resultados mostraram que o sistema é capaz de fazer estimativas precisas para colorir as imagens transmitidas para um monitor externo, provando que essa arquitetura avançada de aprendizado profundo consegue adicionar cores variadas com base em dados infravermelhos.

IA consegue identificar onde substituir tons em preto e branco por cores presentes no rosto humano (Imagens: Reprodução/UCI)
IA consegue identificar onde substituir tons em preto e branco por cores presentes no rosto humano (Imagens: Reprodução/UCI)

Embora essa técnica ainda esteja limitada ao uso de fotografias de rostos humanos, os pesquisadores acreditam que os dispositivos com visão noturna colorida terão aplicações importantes no futuro, como em operações militares e em sistemas de vigilância, ou em pesquisas que envolvam o monitoramento de animais com hábitos noturnos. Além disso, tal ferramenta teria um impacto muito positivo no campo da medicina.

“Estudar o tecido da retina sensível à luz, por exemplo, pode exigir o processamento da amostra no escuro para evitar alterações na bioquímica do olho. Da mesma forma, a realização de uma cirurgia ocular se beneficiaria da baixa exposição à luz para evitar danos na retina. Nesse sentido, nossa técnica de visão noturna colorida é bastante promissora”, encerra o professor Andrew Browne.

Fonte: Canaltech

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