La nouvelle technologie permet une vision claire à travers l’eau trouble


La nouvelle technologie permet une vision claire à travers l'eau trouble

Les chercheurs ont utilisé une configuration d’imagerie de polarisation traditionnelle pour imager divers objets immergés dans l’eau trouble. La combinaison de cette configuration simple avec un nouvel algorithme a créé des images sous-marines claires sans connaissance préalable ni région d’arrière-plan. Crédit photo : Haofeng Hu, Université de Tianjin

Les chercheurs ont développé une nouvelle méthode qui peut générer automatiquement des images claires à travers de l’eau trouble. La nouvelle technologie pourrait être pour rechercher des personnes qui se noient, documenter des artefacts archéologiques engloutis et surveiller des fermes sous-marines.

La représentation claire sous l’eau est un défi extrême, car l’eau et les particules qu’elle contient ont tendance à disperser la . Cependant, comme la lumière parasite est partiellement polarisée, l’imagerie avec une caméra sensible à la polarisation peut être utilisée pour supprimer la lumière parasite dans les images sous-marines.

« Notre nouvelle méthode surmonte les limites de l’imagerie sous-marine polarimétrique conventionnelle et jette les bases pour faire sortir cette méthode du laboratoire et sur le terrain », a déclaré le chef de l’équipe de recherche Haofeng Hu de l’Université de Tianjin en Chine. « Contrairement aux méthodes précédentes, l’ n’a pas besoin de contenir une d’arrière-plan pour estimer la lumière rétrodiffusée. »

Dans le Journal of the Optical Society (OSA) Optique Express, les chercheurs démontrent la capacité de leur méthode à améliorer le contraste de l’image tout en préservant les détails de l’image sans créer de bruit significatif. Le nouveau processus fonctionne même dans une eau dense et trouble qui est si trouble que vous pouvez à peine voir à travers.

« Notre technologie d’imagerie polarimétrique peut améliorer la qualité de l’image dans une variété de supports de diffusion, pas seulement dans l’eau trouble », a déclaré Hu. « Nous pensons que le principe que nous utilisons pourrait être étendu à l’imagerie à travers d’autres médias de diffusion tels que le brouillard, la brume et la fumée. »

Prises de vue sous-marines pratiques

Les approches conventionnelles de l’imagerie sous-marine utilisent soit la connaissance préalable de la zone d’imagerie, soit l’arrière-plan d’une image pour calculer et éliminer la lumière parasite. Ces méthodes ont une utilisation limitée dans l’art car elles nécessitent généralement un traitement manuel, les images n’ont pas toujours un arrière-plan visible et les informations préalables ne sont pas toujours disponibles.

Pour surmonter ces défis, les chercheurs ont combiné une configuration d’imagerie polarisée traditionnelle avec un nouvel algorithme qui trouve automatiquement les paramètres optimaux pour supprimer la lumière parasite. Cela améliore non seulement considérablement le contraste de l’image afin d’obtenir une image claire, mais peut également être utilisé sans connaissance préalable de la zone d’image et pour des images avec ou sans régions d’arrière-plan.

« Notre approche représente une amélioration significative qui pourrait permettre une application pratique de l’imagerie polarimétrique sous-marine au-delà de l’environnement de laboratoire sous-marin ‘idéal' », a déclaré Hu. « Il pourrait être adapté à une grande variété d’applications où une claire est importante mais où la qualité d’image est généralement médiocre en raison de l’eau trouble. »

Voir à travers l’eau trouble

Les chercheurs ont testé leur nouvelle technologie en prenant des photos dans des mélanges de liquides troubles en laboratoire. Ils ont commencé avec un réservoir transparent rempli d’eau, puis mélangés à différentes quantités de lait pour imiter un environnement sous-marin avec différents niveaux de turbidité. Ils représentaient divers objets faits de différents matériaux tels que le bois, le plastique et la céramique.

« Nos résultats expérimentaux montrent que notre méthode présente des avantages évidents en termes de suppression de la diffusion, de restauration des détails et de réduction du bruit lors de la représentation de différents objets dans l’eau avec différents niveaux de turbidité », a déclaré Hu. « Bien que les régions d’arrière-plan ne soient souvent pas visibles dans une eau dense et trouble, notre méthode a permis d’obtenir une vue claire dans cet environnement. »

Maintenant que la méthode a été démontrée en laboratoire, les chercheurs prévoient de la tester dans un environnement sous-marin pratique tel que l’océan. Ils prévoient également d’améliorer les distances d’imagerie pour les rendre plus utiles dans un environnement sous-marin réel.


Bien qu’il ne soit pas intuitif, le bruit peut aider à la reconstruction de l’image


Plus d’information:
Hongyuan Wang et al., Imagerie de polarisation automatique sous-marine sans région d’arrière-plan ou précédente, Optique Express (2021). DOI : 10.1364 / OE.434398

Fourni par la société optique

Citation: La nouvelle technologie permet une vision claire à travers l’eau trouble (2021, 16 septembre), consulté le 16 septembre 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-09-technology-murky.html

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