稳健去除深海光照效应以实现深海平原视觉建图
计算机视觉与模式识别
2021-10-04 v1 图像与视频处理
摘要
地球表面的大部分位于深海之中，那里没有地表光能够到达。下潜至极深水域的机器人必须携带光源，在黑暗中形成移动的光照模式，使得同一三维点在每张图像中呈现不同颜色。此外，光在水中的散射与衰减使图像显得模糊且通常偏蓝，这种退化取决于每个像素到其所观测海底斑块的距离、水体的局部组成以及光源的相对位姿与光锥。因此，视觉建图（包括图像匹配与表面反照率估计）严重受到共移动光源所产生效应的影响，而由照片拼接得到的较大幅马赛克地图往往被遮挡实际海底结构光照效应所主导。本文提出了一种实用方法，用于估计并补偿主要位于均质、平坦海底区域（如海洋中的深海平原）上的这些光照效应。该方法基本无参数，旨在作为促进视觉建图的预处理步骤，但已能产生令人信服的光照伪影补偿效果，直至全局白平衡因子。它无需事先在海量标注图像上训练，而此类图像在深海中并不可得。相反，我们的工作由光传播的物理模型出发，基于鲁棒统计估计加性与乘性扰动，避免对光、相机、水或场景使用显式参数，讨论了算法的崩溃点，并展示了由数公里水深机器人所捕获图像上的结果。
引用
@article{arxiv.2110.00480,
title = {Robustly Removing Deep Sea Lighting Effects for Visual Mapping of Abyssal Plains},
author = {Kevin Köser and Yifan Song and Lasse Petersen and Emanuel Wenzlaff and Felix Woelk},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.00480},
year = {2021}
}