Mapping the seafloor with underwater imaging cameras is of significant importance for various applications including marine engineering, geology, geomorphology, archaeology and biology. For shallow waters, among the underwater imaging challenges, caustics i.e., the complex physical phenomena resulting from the projection of light rays being refracted by the wavy surface, is likely the most crucial one. Caustics is the main factor during underwater imaging campaigns that massively degrade image quality and affect severely any 2D mosaicking or 3D reconstruction of the seabed. In this work, we propose a novel method for correcting the radiometric effects of caustics on shallow underwater imagery. Contrary to the state-of-the-art, the developed method can handle seabed and riverbed of any anaglyph, correcting the images using real pixel information, thus, improving image matching and 3D reconstruction processes. In particular, the developed method employs deep learning architectures in order to classify image pixels to "non-caustics" and "caustics". Then, exploits the 3D geometry of the scene to achieve a pixel-wise correction, by transferring appropriate color values between the overlapping underwater images. Moreover, to fill the current gap, we have collected, annotated and structured a real-world caustic dataset, namely R-CAUSTIC, which is openly available. Overall, based on the experimental results and validation the developed methodology is quite promising in both detecting caustics and reconstructing their intensity.


翻译:利用水下成像照相机对海底进行测绘对于各种应用,包括海洋工程、地质学、地貌学、考古学和生物学等具有重大意义。对于浅水水域而言,在水下成像挑战中,苛刻学可能是最重要的因素。对于浅水水域而言,在水下成像的挑战中,由于射出的光线被卷状表面重新粉碎而形成的复杂的物理现象可能是最重要的因素。在水下成像运动中,构造学是主要因素,它大规模地降低图像质量,严重影响到任何2D摩西或3D海底重建。在这项工作中,我们提出了一种新颖的方法,用于纠正肿瘤对浅水下成成成成成成成图像的辐射测量效果。与最新工艺相反,所开发的方法可以处理海底和河床,使用真实的像素信息对图像进行修正,从而改进图像的匹配和3D重建过程。 特别是,开发的方法采用深学习结构结构结构结构,将图像像素分解到“非癌症”和“肿瘤”的重建。然后,我们利用3D对浅水下成像的测测测测测测测测测测,从而实现一个真实的精确的数值,我们所收集的深度的数值,我们所收集的深度分析,从而重新测量到一个真实的数值,从而可以重新测量到一个真实的深度分析。

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