为了“像看到表面一样看到深处”Voyis努力产生水下图像,其中水介质的影响完全消除。为了解决由于水对光的吸收而导致的水下不均匀照明现象,Voyis成像系统采用了物理和算法照明校正的双管齐下的方法。
在“彩色成像系列”的第二部分中,Voyis讨论了使用照明和动态范围来创建适合一系列无人应用的测量级成像解决方案。
所面临的挑战
水下成像的核心挑战是在整个相机视野中产生均匀的照明。这对于图像的视觉外观至关重要,而且还可以确保图像中心和角落的特征都可以被检测到。摄影测量必须能够检测整个成像区域的特征才能有效。
这个问题是由水吸收光的事实驱动的,而吸收的程度与距离有关。由于射向图像各个角落的光线必须在水中传播得更远,因此更多的光线被吸收。因此,即使光线均匀地分布在相机上,图像的角落仍然会更暗。
下面的图表说明了这个几何图形。传播到图像角落的光(角光)必须比照亮图像中心的光(中心光)传播的总距离长。
均匀的照明和动态范围
Voyis成像系统采用双管齐下的方法来对抗不均匀的照明现象,利用物理和算法照明校正。的Nova侦察每个LED都有一个特定的角度,并且每一面都在垂直方向上向外倾斜。这使光线偏向于图像的正面和边缘,那里吸收最显著。这种水动力外部灯杆可以安装在AUV船体外部,与摄像机模块保持一定距离。
但人们发现,即使这种光分布偏置也不足以提供完美均匀的照明,因此第二个方面是利用动态范围。动态范围是指相机能够分辨大范围的光强,包括非常暗淡的光线返回和明亮的反射。
典型的相机图像被捕获并显示为每个像素的8位亮度级别- 255级强度。Voyis使用12位或16位成像传感器,这意味着每个像素分别有4096或65,000个强度等级。
下面的图像比较说明了这种功能。它证明了原始图像的暗角可以在其12位形式下增强而不显着的质量损失。另一方面,8位增强无法解析任何特征。
图像马赛克将这些光和失真校正图像合并为一个。连续图像之间的一致照明使得不可能识别图像拼接在一起的位置。