复杂光照条件下的高级水下图像复原

自水下摄影问世以来，水下图像复原数十年来一直是一个具有挑战性的问题。大多数解决方案聚焦于浅水场景，其中场景被阳光均匀照明。然而，绝大多数未探明的水下地形位于200米以深，此处自然光稀缺且需要人工照明。在此类情况下，与相机共移动的光源动态改变场景外观，使得浅水复原方法不再适用。特别是对于由如今数十个LED组成的多光源系统，逐一校准每个光源耗时、易错且繁琐，而我们观察到关键之处仅在于相机视域内的积分照明，而非各个独立光源。因此，本文的核心思想是利用物体或海床在穿越相机视锥时外观的变化。通过假设朗伯表面的新约束，对应图像像素约束了相机前方的光场，并且为每个体素将信号因子与后向散射值存储于体素网格中，可用于相机-光源平台的高效图像复原，从而有助于一致地纹理化大型3D模型与地图，否则它们将被照明与介质伪影所主导。为验证我们方法的有效性，我们在模拟与真实世界数据集上进行了广泛实验。这些实验的结果证明了我们的方法在复原物体真实反照率的同时减轻照明与介质影响方面的鲁棒性。此外，我们展示了我们的方法可轻易扩展至其他场景，包括带人工照明的空气中成像或其他类似情况。