صحنه‌ای آشنا در سریال‌های جنایی و فیلم‌های علمی تخیلی، تصویر یک کامپیوتر که همراه با صدایی مهیج عکس و یا ویدئویی بر روی دسکتاپ آن به نمایش در می‌آید و با چند کلیک مختصر کیفیت تصویر افزایش چشمگیری یافته و زوایای جدیدی از جنایت و یا بحران موضوع فیلم را فاش می‌کند و براساس سرنخ‌های به دست آمده از این تصویر بهبودیافته، معمای داستان حل می‌شود. اما واقعیت چیز دیگریست، و این روایت از نرم‌افزاری که با شارپ کردن زوایا و پیکسل‌های تصویر، بخش‌های مبهم و تار را با وضوح بالا نمایش می‌دهد تنها متعلق به دنیای تخیل و داستان است. هیچ پیشرفتی در دنیای تکنولوژی نمی‌تواند پایین بودن رزولوشن تصاویر ماهواره ای را جبران کند و به طور مشابه هیچ نرم‌افزار و یا فرآیند پردازشی ابداع نشده است که بتواند اطلاعاتی را تحلیل و ارائه نماید که در تصویر اولیه و مرجع وجود نداشته است.

برای درک بهتر مطلب از یک مثال ساده‌تر استفاده کنیم، زمانی را به خاطر بیاورید که مجموعه‌های موسیقی از روی CD به فرمت فایل‌های فشرده دیجیتال همچون mp3 تبدیل شد. با بهره بردن از این تکنولوژی حتی در اولین آیپدها می‌توانستید بیش از هزار آهنگ را در جیب خود داشته باشید. اما این کاهش حجم به دلیل استفاده از تکنیکی متفاوت در ضبط موسیقی است و نه تغییر در کیفیت.

حال آهنگی را بر روی CD تصور کنید که برای ضبط آن به ازای هر بازه کوچک از موسیقی، تنها یک صوت میانگین از آن چند ثانیه ضبط شده است. آیا در این حالت حتی می‌توانید اسم آهنگ را تشخیص بدهید؟

با توجه به اینکه ساختار نوت‌ها کاملاً در هم شکسته و به هم ریخته است، آیا می‌توانید این آهنگ را بازسازی کنید؟

تنها در حالتی این امر ممکن است که قبلاً آهنگ را گوش داده و در خاطر داشته باشید. به عبارت دیگر، می‌بایست دانش و آگاهی شما از آهنگ کامل باشد و بر این اساس بخش‌های مبهم را بازسازی کنید. البته این کار در این حالت هم بسیار دشوار است، زیرا الگو مشخصی برای درهم شکستن و ضبط ناقص آهنگ وجود ندارد که بر اساس آن اصلاح و افزایش کیفیت انجام شود.

حال بیاید به دنیای تصاویر برگردیم. تلسکوپ، دستگاهی که بجای صوت، نور را ضبط می‌کند. هر چه دهانه دیافراگم تلسکوپ بازتر باشد، کیفیت تصویربرداری افزایش می‌یابد. جزئیات هر تصویر نهایت تا سایز پیکسل تصویربرداری شده، خواهد بود و افزایش جزئیات و دقت تصویر بیش از این حد با کمک ابزارهای پردازشی ممکن نیست. از نظر فنی، توان تفکیک(resolving power) یک تلسکوپ به معیار ریلی (Rayleigh Criterion) آن ارجاع داده می‌شود که با قطر تلسکوپ نسبت عکس دارد. بنابراین اگر تلسکوپ A توان دریافت تصاویری با وضوح ۲ متری را داشته باشد و تلسکوپ B ابعادی دو برابر تلسکوپ A داشته باشد، بنابراین تلسکوپ B می‌تواند تصاویری با وضوح ۱ متری را دریافت کند.

با توجه به مباحث مطرح شده آیا در عمل ابزاری برای افزایش جزئیات تصویر وجود دارد؟

استفاده از فیلترهای فتوشاپ منجر به آشکارسازی جزئیاتی از تصویر که برداشت نشده است نمی‌شود!

در نرم‌افزارهای گرافیکی نظیر فتوشاپ فیلترهایی به منظور تیز کردن(sharpening) تصاویر وجود دارد. اگر این فیلترها اطلاعات جدید تولید نمی‌کنند، پس در عمل چه کاری می‌کنند؟

این ابزارها بر اساس این فرض اساسی طرح‌ریزی شده‌اند که «لبه‌ها تیز هستند.»

بنابراین اگر تصویری با وضوح پایین در اختیار داشته باشیم، این ابزارها با تیز کردن لبه‌ها کیفیت تصویر را بالا می‌برند و نه جزئیات آن را!

به عنوان یک نمونه عینی، اگر کلمات طراحی شده بر روی باند پروازی در یک تصویر با قدرت تفکیک ۱ متر(تصویر سمت راست) قابل خواندن نباشند، در عمل با هیچ روش پردازشی نمی‌توان وضوح یک متری این تصویر را به نحوی تغییر داد که نوشته‌های باند قابل خواندن شوند، زیرا که اطلاعات مربوط به این کلمات از دست رفته‌اند.

شکل ۱- تصویر با رزولوشن ۳۰ سانتی‌متر(چپ) در مقایسه با تصویر با رزولوشن ۱ متر(راست)

به مثال اول و بحث سریال‌های جنایی برگردیم، فرض کنید می‌خواهیم کیفیت تصویر باند پروازی با قدرت تفکیک مکانی ۱ متر را افزایش دهیم، در تصویر زیر نتیجه یک مرحله تیز کردن تصویر را مشاهده می‌کنید:

و دوباره:

همانطور که مشاهده می‌کنید، یک تصویر دقیقاً مانند یک کتاب، یک نقاشی یا یک صوت ضبط شده است. تنها اطلاعاتی که از تصویر قابل دریافت است، اطلاعاتی است که در لحظه ثبت آن برداشت شده است. پس نوشته‌های روی باند با تصویر مبنای وضوح ۱ متری با هیچ روش پردازش قابل خوانا شدن نیست!

بنابراین وقتی می‌شنوید فردی ادعا می‌کند که یک تصویر ماهواره ای با وضوح پایین می‌تواند به شما همان جزئیاتی را که یک تصویر رزولوشن بالا ارائه می‌دهد را نشان دهد، به راحتی می‌توانید این ادعا را رد کنید.