Алгоритм делает поляризованные изображения более практичными для получения изображений сквозь воду, что может принести пользу спасателям и другим подводным службам.(Изображение: Pexels via Pixabay)
 | Epoch Times Россия
Алгоритм делает поляризованные изображения более практичными для получения изображений сквозь воду, что может принести пользу спасателям и другим подводным службам.(Изображение: Pexels via Pixabay)

Новые технологии позволяют чётко видеть сквозь непрозрачную воду

Исследователи разработали новый метод, который может автоматически создавать чёткие изображения, позволяющие видеть сквозь мутную воду. Новая технология может оказаться полезной для поиска утопающих, документирования затопленных археологических артефактов и мониторинга подводных ферм.
Автор: 05.11.2021 Обновлено: 05.11.2021 13:41
Чётко видеть сквозь непрозрачную воду чрезвычайно сложно, потому что вода и содержащиеся в ней частицы рассеивают свет. Но поскольку рассеянный свет частично поляризован, для его подавления на подводных снимках можно использовать камеру, чувствительную к поляризации.

Руководитель исследовательской группы Хаофен Ху из Тяньцзиньского университета в Китае рассказал:

«Наш новый метод преодолевает ограничения традиционной поляриметрической подводной съёмки, закладывая основу для переноса этого метода из лаборатории в полевые условия. В отличие от предыдущих методов, здесь нет необходимости включать в изображение фоновую область для оценки обратнорассеянного света».

В журнале Оптического общества (OSA) Optics Express исследователи доказывают способность своего метода повышать контрастность изображения, сохраняя при этом детали изображения без значительных помех. Новый метод работает даже в плотной сильнозагрязнённой воде, которая настолько мутная, что сквозь неё практически невозможно ничего рассмотреть.

Хаофен Ху продолжил:

«Наш метод поляриметрической визуализации может улучшить качество изображения в различных рассеивающих средах, а не только в мутной воде. Предложенный способ визуализации будет корректным и в таких средах, как туман, смог и дым».

Практическая подводная съёмка

Традиционные подходы к подводной съёмке, позволяющие видеть сквозь мутную воду, используют либо предварительные знания о зоне съёмки, либо фон изображения для расчёта и удаления рассеянного света. Эти методы имеют ограниченное применение в полевых условиях, поскольку обычно требуют ручной обработки. Изображения не всегда имеют видимый фон, а предварительная информация не всегда доступна.

Чтобы преодолеть эти трудности, исследователи объединили традиционную установку для получения поляризованных изображений с новым алгоритмом, который автоматически находит оптимальные параметры для подавления рассеянного света. Это не только значительно улучшает контрастность изображения для достижения чёткой визуализации, но и может использоваться без каких-либо предварительных знаний об области визуализации и для изображений с фоновыми областями или без них.

Хаофен Ху добавил:

«Наш подход предоставляет большие возможности, которые могут обеспечить практическое применение подводных поляриметрических изображений за пределами «идеальной» подводной среды, которая существует в лаборатории. Метод может быть адаптирован к различным приложениям, в которых чёткое изображение является критически важным, но качество съёмки обычно низкое из-за непрозрачности воды».

Видеть сквозь непрозрачную воду

Исследователи проверили свою новую методику, получив изображения в мутных жидких смесях в лаборатории. Они начали с прозрачного резервуара, наполненного водой, а затем добавили в него разное количество молока, чтобы имитировать подводную среду с различной степенью непрозрачности. Они получали изображения различных объектов, изготовленных из разнообразных материалов, таких как дерево, пластик и керамика.

Хаофен Ху сказал в заключение:

«Результаты наших экспериментов показывают, что наш метод имеет явные преимущества, с точки зрения подавления рассеивания, восстановления деталей и снижения помех при отображении разнообразных объектов в воде с различной степенью прозрачности. Хотя фоновые области часто не видны в плотной мутной воде, наш метод смог обеспечить чёткое изображение предметов и в этой среде».

Теперь, когда метод доказал свою эффективность в изображении предметов сквозь мутную воду в лаборатории, исследователи планируют испытать его на практике в реальной природной подводной среде, например, в океане. Они также планируют увеличить дистанцию до предмета изображения, чтобы сделать метод более полезным в практическом применении.

Трой Оукс родился и вырос в Австралии и всегда хотел знать, почему и как всё работает, что привело его к любви к науке. Он профессиональный фотограф и с удовольствием фотографирует прекрасные австралийские пейзажи. Он также является профессиональным охотником за штормами и в настоящее время живёт в Херви-Бей, Австралия.

Комментарии
Дорогие читатели,

мы приветствуем любые комментарии, кроме нецензурных.
Раздел модерируется вручную, неподобающие сообщения не будут опубликованы.

С наилучшими пожеланиями, редакция The Epoch Times

Упражения Фалунь Дафа
ВЫБОР РЕДАКТОРА