lena图:图像处理和人工智能界的神照:Lenna美女

 2021-06-30 20:59    77  

Lenna美女的照片是图像处理领域大名鼎鼎的图像,很多书籍lena图、资料在讲解算法时,都用这张照片作为测试对象。

lena图:图像处理和人工智能界的神照:Lenna美女

Lenna

照片中的美女是瑞典模特莱娜·瑟德贝里(Lena Söderberg)lena图,由于这张照片在图像处理界是如此流行,她在1997年还获邀出席图像科学学会的周年大会。

现在被广泛使用的英文名"Lenna",最初由《花花公子》杂志发表此照时使用,以方便英文读者读出瑞典语中"Lena"的发音lena图。

灰度图这是一幅8位黑白灰度图,所谓灰度,就是把白色与黑色之间,按对数关系分成若干级,称为“灰度等级”。

即,照片中每一个点,都是一个数。

对于8bit灰度图的每一个点而言,纯白为255,纯黑色为0,中间逐渐过渡,故黑白照片也称灰度图。

因此,对于一张100x100的黑白图像而言,我们可以把它看成一个100x100维的矩阵。

矩阵 ( i, j ) 位置上的值,就是照片( i, j )位置上像素的灰度值,可以用二维矩阵来存储。

如果需要对图像进行“磨皮”等操作,对这个矩阵进行数学变换就可以了,这就是图像处理研究的课题之一,到底怎么处理这个矩阵。

为什么是Lena其实,在这张照片中,Lenna本人是没穿衣服裤子的,本不是为科研而拍摄,为啥业界流行用这幅图呢?

这背后还有一段风流往事。

1973年6、7月间,美国南加州大学信号图像处理研究所的副教授Alexander和学生一起,正忙于为同事的论文寻找一副好图片。

他们想要一副具有良好动态范围的人面部图片。

说时迟那时快,不知谁揣着一本《Playboy》杂志走进实验室。

该图是刊于1972年11月号花花公子(Playboy)杂志上的一张插图的一部分,这期花花公子也是历年来最畅销的一期,销量达7161561本。

由于当时实验室使用的扫描仪分辨率所限,他们只将图片顶端的部分扫描下来。

这就是我们现在看到的样子。

技术特点该图的各频段能量都很丰富:

低频有光滑的皮肤,高频有帽子上的羽毛,很适合验证各种算法,尤其是频域算法。

《IEEE图像处理》的主编蒙森评论了该照片流行的原因:

首先,

该图片很好地包含了平坦区域、阴影和纹理等细节,这些都能很好地测试各种不同的图像处理算法。

其次,

这是一张非常好看的照片。因此,在男性占大多数的图像处理行业,人们倾向于使用他们认为很有吸引力的图片。

因此,Lenna的出名确实非常戏剧性和无厘头。

不过想想,这个行业大都是男程序员,也就不奇怪了。

花花公子封面女郎,你用的每张照片、网站和表情,都和她有关

你拍过的每张照片、

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去过的每个网站、

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分享的每个表情,

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都欠着她的人情。

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她是《花花公子》杂志的封面女郎,

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却没想到竟机缘巧合,

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成了计算机图像界的第一女神。

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她的地位甚至不亚于

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Facebook创始人扎克伯格、

苹果联合创始人沃兹尼亚克。

无论你是否知道她的名字和容貌,

每天也会在不知不觉中使用由她衍生的技术。

她就是近50年来,

推动图像处理发展的“守护神”Lena Forsen。

如果你在计算机视觉论文开头,

看到Lena的图片,

也不必稀奇。

几十年来,

她为《花花公子》拍摄的照片,

一直是图像处理的测试标准。

在计算机领域这个男性占多数的领域,

漂亮的封面女郎总能激励着工程师。

一位IEEE刊物的编辑在介绍Lena时说:

Lena之于计算机工程师,

如同丽塔·海华斯之于二战中的美国大兵。

Lena在1997年出席在波士顿举办的第50届图像科技技术年会,

真人的出现让工程师们为之疯狂。

当时的她被无数人索要签名,

风头盖过任何一名参会学者。

杰西·塞德曼是图像科学技术学会的前任主席,

他回忆说,Lena出席会议引起了同行的轰动。

有些人看到真人后才知道,

原来他们看了25年的图片真有其人,

而不是一张图画。

有多少工程师靠着这张照片的激励,

在计算机图像领域摸爬滚打了几十年。

1972年,

21岁的Lena作为“Miss November”,

登上《花花公子》杂志。

当时,她戴着一顶有羽毛装饰的太阳帽,

长筒袜配短靴,搭着一条粉红围巾,

除此之外,没穿任何衣服。

半年后,南加州大学信号与图像处理研究所的助理教授

Alexander Sawchuk正想找一张图片,

来测试最新的图像压缩算法。

那些常用的无聊测试图让他非常不爽。

这一次,他们想找一张能让人眼前一亮的照片。

就在那时,

有人带着有Lena的那期《花花公子》走进了办公室……

Lena的照片,颜色和纹理都很复杂,

可以说是一张非常完美的测试图像。

他们把照片撕了下来,

通过一组模数转换器进行扫描,

将结果保存到惠普2100计算机中,

并从中裁剪出了一幅512x512的图像。

做完这一切,研究团队对自己的成果很满意,

每次实验室有人来参观,

都会给他们一张Lena的图像。

很快,这位露着肩膀的年轻模特的形象,

就成了行业标准,

被工程师们复制和重新分析了数十亿次。

每天与Lena打交道的工程师,

也有了更多的想法:

有人为她写诗,

有人在她的图片上添加艺术效果,

还有人给她取了一个具有文艺复兴气息的绰号:The Lenna。

甚至有人用这张图片作为自己博士论文的封面。

这张图像,还出现在了电影里。

在1973年上映的《Sleeper》中,

主角在2173年醒来,

被要求辨认过去的照片,

这些照片中的人物分别是

斯大林、戴高乐和Lena。

虽然说Lena的形象,

基本上只出现在媒体研究课程,

和工程师相关的论坛上,

但它已被普遍认为,

是互联网历史上不可磨灭的一部分。

在Lena成为行业标准的同时,

争议也随之而来。

最大的问题,

就在于这张照片来自花花公子。

有人认为使用花花公子的照片,

有些不太合适。

同时,花花公子也不爽,

表示要起诉未经授权使用照片的人。

但看着杂志销量逐渐上涨,

花花公子也就不怎么提起诉的事情了。

这一期的杂志卖出了700多万份。

更多的争论,

则是聚焦在这张照片涉嫌性别歧视上,

不少人认为,

这是在迎合计算机科学中男性占主导的地位。

2018年,Nature子刊宣布,

他们不再接收使用Lena图像的论文。

在接受Wired杂志采访时,

Lena本人对自己可能参与伤害或打击年轻女性感到震惊。

她说,照片中并没有显示出什么东西,

很难看出有什么大不了的,

除非他们看了完整的照片。

高中毕业后,

Lena搬到了美国给亲戚当保姆。

她本来只想在美国呆一年,

但是没想到一呆就是八年。

1971年,她住在芝加哥,

新婚不久,努力维持生计。

那时,她的丈夫鼓励她和一家当地模特公司签约。

不过,身高1.67米的Lena还达不到服装模特的标准,

倒是有机会做珠宝模特。

做了一段时间的珠宝模特后,

她和《花花公子》取得了联系。

《花花公子》想让Lena去拍杂志封面,

Lena回忆说,

她被介绍给一位名叫Dwight Hooker的摄影师。

摄影师问她是否有兴趣拍摄一些花花公子风格的照片,

Lena当时并不明白那是什么意思,

但她的丈夫认为给《花花公子》拍照片非常酷,

且有丰厚报酬,而当时的他们手头紧。

而当她拍摄的照片出版后,

Lena已经绿卡在手,

离了婚而且有了新男朋友。

那时,《花花公子》邀请她去创始人Hugh Hefner在比弗利山庄的豪宅做客,

不过Lena拒绝了,

选择和男朋友一起搬到纽约的罗切斯特,

当起了柯达的模特,

拍摄校准样片。

这份工作只需要朝八晚四,

晚上她也可以去万豪酒店做调酒师。

Lena为柯达、施乐的拍摄的产品手册封面

后来,Lena结束了她的美国模特生涯,

回到了瑞典,再一次结了婚,

有了三个孩子,

先后在瑞典的酒类垄断国企和斯德哥尔摩附近的政府机构工作。

而这张照片也成为了她人生中的一段过往,

Lena并没有和计算机图像处理领域产生更深的联系。

多年以后,这张照片早已成为计算机科学的研究素材。

如今,Lena已儿孙满堂。

虽然年轻时拍摄的这张照片打扰到了她的生活,

曾有人对她说“我知道你脸上的每一个雀斑”,

但她仍以此为荣,认为这张照片是人生中的一项重要成就。

至少这张照片,的确为科技界做出了重大贡献。

Lena重拍当年照片

凑巧的是,

Lena的儿子也在科技行业工作,

天天与图像打交道。

他偶尔会向母亲介绍这张图片是如何被使用的。

Lena说:“虽然我听不懂,但是我觉得我做了一点好事。”

以现在的标准来看,

Lena图像分辨率太低,

随机计算机技术的发展,

可能不再适合作为未来图像处理的范例。

也许终有一天,它会被计算机图像学抛弃。

但不可否认它曾经做出的伟大贡献。

编辑:储舒婷

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