两位女生开发的算法Sea-thru,可以清晰的还原海底生物的真实颜色

在水下拍的照片,不管是GoPro还是SJCAM或者什么相机,拍出来的照片基本都是模糊清晰,不能清楚的反映水底的丰富色彩,灰色调、蓝色调、绿色调,各种各样的都有。这一切都是由水中的光线造成的,水和光以不寻常的方式相互作用,使颜色变暗并且扭曲。也就是说,通过了解水对光的作用,是有可能恢复图像的原来面貌的。

这件事儿由两个姑娘做到了,她们基于物理学的算法,利用水和光的物理特性以及对水对原始图像数据的影响进行反向工程,开发出了一个算法,消除了图像中因为水引起的视觉失真,使得海洋生物的边缘和形状也更加清晰,这个算法就是基于物理的颜色重建算法Sea-thru,这两个姑娘就是Derya Akkaynak和Tali Treib。


Image by Matan Yuval, Marine Imaging Lab, University of Haifa.

Derya Akkaynak出生在土耳其西部爱琴海边的一个小渔村,2003年从土耳其的中东科技大学(Middle East Technical University)航空专业毕业,之后又去了麻省理工学院和伍兹霍尔海洋研究所,获得机械工程和海洋学博士学位。她现在是普林斯顿大学的博士后研究员。

Tali Treib则是一位以色列的姑娘,她在2009年从以色列理工学院(Israel Institute of Technology)毕业,获电气工程专业博士学位,曾在IBM做过软件工程师。她现在是以色列海法大学(University of Haifa)海洋影像实验室的负责人。

Sea-thru的出色之处在于,它通过估计摄像机与水中物体之间的距离,计算水对光的衰减影响,逐像素的逆转水中图像的失真,从而获得真实的颜色。并且,Sea-thru不使用颜色表、神经网络、也没有通过任何数据集的训练,完全不同于Photoshop之类的图像处理应用程序。

至于原理,可以参考她们的论文,Sea-thru: A Method For Removing Water From Underwater Images。下图是来自该论文中的对比图片:

两位女生:
Derya Akkaynak
Tali Treibitz

她们的论文PDF:
Sea-thru: A Method For Removing Water From Underwater Images

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