Image Basics, pixel by pixel


Image
Trick
Gray from
Keep only
Show it as
Shrink by
How
Draw the result
Brightness (add) +0
Contrast (multiply) ×1.0

الفكرة كلّها.
الصورة عند الحاسوب شبكةٌ من الـ pixels، وكلّ pixel ثلاثة أرقام: كم فيه من الأحمر والأخضر والأزرق، كلٌّ منها من 0 إلى 255. ولا شيء غير ذلك في الملفّ. كلّ حيلة في هذه الصفحة حسابٌ بسيط على هذه الأرقام — وكذلك كلّ ما يفعله الـ CNN بالصورة.

أين يأتي دور الـ CNN.
تدخل الصورة الملوّنة إلى الـ CNN على هيئة ثلاث شبكات من الأرقام، واحدة لكلّ channel. وتصغيرها أوّلًا أمرٌ معتاد: تُعاد الصور الكبيرة إلى حجمٍ مثل 224×224 قبل أن تدخل. وتُستعمَل تغييرات الـ brightness والـ contrast أثناء التدريب، بشكلٍ عشوائيّ، كي تتعلّم الشبكة أنّ صورة القطّة الأغمق ما تزال قطّة.

أمور تستحقّ التجربة:
1. Pixels are numbers: انقر في أيّ مكان من الصورة اليسرى لتكبّره. عين القطّة الخضراء هي الأرقام الثلاثة نفسها في كلّ pixel، وعند حافّة العين تتغيّر دفعةً واحدة.

2. Gray scale: الـ pixel الأزرق الخالص (0, 0, 255) والأخضر الخالص (0, 255, 0) يعطيان كلاهما 85 بالمتوسّط البسيط. أمّا بالأوزان فيعطي الأزرق 29 والأخضر 150 — والأزرق يبدو لنا أغمق فعلًا. بدّل بين الطريقتين وراقِب سماء House.

3. Channel split، House، Blue: السماء ساطعة (216) والسقف الأحمر شبه أسود (44). انتقل إلى Red فيصير السقف (160) أسطع من السماء (111).

4. Downsize، Rings، 2×: يرسم Skip pixels دوائر جديدة عند الحافّتين اليسرى واليمنى ليست في الصورة. وAverage each block يُخفتها إلى رماديّ ناعم.

5. Brightness & contrast: الصيغة هي (old − 128) × contrast + 128 + brightness — ميلٌ ونقطة تقاطع، y = mx + b من جديد. ارفع الـ brightness فيُقطَع كلّ pixel يتجاوز 255 إلى 255، فتصير الأجزاء الساطعة كلّها البياض نفسه وتضيع تفاصيلها.