Night Beam

我能去除文本的马赛克而不伤身体！

经常看到有去除图像和视频的马赛克的算法。这样不好，伤身体。

所以我发明了去除文本马赛克的算法！
妈妈再也不用担心我对着视频里的女孩子〇〇了！

不过是一拍脑袋写出来的，还得再做一些深入的研究。一方面是稳定性可能并不好，另一方面是以后的性能可能还会加强。

效果

原文: alice was beginning to get very tired

• 字体: consola

• 字号: 32

• 马赛克大小: 20

马赛克后:

输入马赛克后的图，每轮的预测结果:

azxa rulx kwgjfuing tsclpt very cenvd
allce was baqwxnxrg tsclpt very itnvd
alzce was begjfuecg to gfl very xinvd
aizce was baqwxnlng tsclpt very ztnnd
alzce was bdzprwvcg to get very tjvnd
alice was dauprbxrg to get very ssnnd
alice was bauprbing to get very tjvnd
alice was begjvning to get very vxynd
alice was beginning to get very tjvnd
alice was beginning to get very tired

(输出较多，省略了中间的18轮)

结果: alice was beginning to get very tired

这是马赛克之前的图片，与结果内容一致:

大成功！

原理

我也不好说，要起名字的话就叫做无梯度随机下降法。

这个算法可行的本质原因是信息冗余。
虽然马赛克会消去大部分的信息，但是文本在转换为图片时会产生极大的信息冗余，以至于马赛克之后仍然可能留下足够的信息来还原文字。

考虑到一个马赛克块的信息量大概和一个字母比较接近，如果马赛克的块太少可能得到的就不太是正解了。

图像结构

用alice举个例子:

这个图片是拼出来的。它有两个图层，上面是字母alice，下面是马赛克。

而马赛克的每个块都只会受到少数几个字母的影响，比如e影响它临近的4格，而a影响它临近的2格。

矩阵

我们不知道字母是什么，所以不知道它确切地影响哪些格子。为了进行估计，我们预先将每个字母所在的位置涂黑，把黑色分散到附近的马赛克格子里。比如这里的e对上面两格的影响大，对下面两格的影响小，我们用黑色占那个格子的比例来量化。

我们把每个马赛克格子当作一个元素，然后把所有格子展平_(flatten)。这样一来每个字母对每个格子的影响就可以组成一个二维矩阵，下面需要用到所以记作A。

字母损失

虽然是随机算法，但还得用到一些依据来获得合理的猜测速度。

首先从字符集里随机抽取字母，生成一个字符串，进行处理，可以得到一个另外的马赛克，同样进行分块、展平。 计算两个马赛克相减的平方，就能估计我们产生的新串与目标串的差距，我们把这看作损失_(loss)。

然后把差距向量和矩阵A相乘，得到每个字母到目标字母的差距估计。当然这个猜测是不准确的，即使字母相同，也会因为旁边的字母的影响而产生差距。

以上图为例，如果我们发现新马赛克中[2,4]_{(flatten之前)}位置的块与输入块的差距很大，在乘上矩阵A之后，c和e的值就会上升，且c上升的多一些。这样我们就知道c可能是猜测错误的字母。

并没有梯度下降

虽然想用梯度下降法，问题是字母是离散的……似乎靠各种约束也可以完成，但是我不太有能做出来的自信。

接下来是真正的实现。用字母的差距作为权重，随机选择一个字母，尝试把它变化成另一个随机的字母，如果能使loss降低，就这么干，如果不能就再换其他的字母。

这个方法很容易就会陷入极小值，一旦出现，就把差距非0的字母全部随机重置，再回到选择字母的步骤。如果一个字母和它两侧的字母都是对的，那么它的loss应当几乎是0，这样可以在不破坏已经猜测出的完整单词的前提下重新初始化。

虽然看起来很蠢但是速度好像还可以。在我的废铜烂铁CPU_{(没错就是奔腾)}上，使用单线程，解出alice那句话三次，分别用时339s、350s、225s。

适用条件

• 有马赛克后的文字截图

• 知道马赛克的起点和块大小

• 知道原本文字的位置和字号

• 英文等宽字体

第一条基本都能满足，要是照片就没办法了。

第二条自己用photoshop测一下就好了。

第三条也好办，网页截图的话去原网页上按F12测一下，其他的可能需要有类似的原文件。

第四条比较苛刻，鬼知道哪个是等宽。能撞上这个条件的，比如论坛上别人给代码截图的时候不是会把api_key之类的打上码……_{(所以说不要截图，你们都是饶罗翔和大主教教的吗)}
如果不是等宽字体暂时没法解决……等我下次更新技术吧。

其他样例

nsrlcccf nov tcrdv thocc m a pltnzish
tsrirj h not to be thiw is a quescrpn
tsrio vv not to be thue is a qusotion
tsrio cf not to be thex is a quovsion
tsrlcrur not to be thue is a qusovzon
tscto cf not to be thex is a quskllzh
tsrio vv not to be thex is a qlwstion
tsctcccf not to be thue is a qusotion
to be vv not to be thiw is a qutnzion
to be or not to be thue is a qlwstion
to be or not to be thsk is a qusotion
to be or not to be that is a question

结果: to be or not to be that is a question

xhnz gtck brumx flk uegvu over nkcccouz bxg
tnw upick bvrph flk jdanz over hxccczej bxg
the upick brumx tnn jdjbs over the lsaj dog
thcrjuick brumcrnck jakps over the isaj dog
thcrjuick brodcrrlk jywbs over thnl jaj dog
the quick brean tnn jdxps over thcrzuuz dog
the quick bresh fox jumps over the lazy dog
the quick brooh fox jumps over the lazy dog
the quick bresh fox jumps over the lazy dog
the quick brown fox jumps over the lazy dog

(输出较多，省略了中间的50轮)

结果: the quick brown fox jumps over the lazy dog