El mar se está mezclando con la vida. Pero hasta que te acerques, la mayor parte del mundo marino puede ser fácilmente invisible. La razón de esto es que el agua en sí puede actuar como una lámina efectiva: la luz que brilla en el mar puede doblarse, dispersarse y borrar rápidamente porque pasa a través del medio denso del agua y refleja el hábito permanente de las partículas marinas. Esto hace que sea extremadamente difícil capturar el verdadero color de los objetos en el mar sin imágenes más cercanas.
Ahora, un equipo del MIT y la Institución Oceanográfica de Woods Hole (WHOI) ha desarrollado una herramienta de análisis de iconos que reduce los efectos ópticos del mar y produce imágenes del entorno submarino, ya que parece que se ha eliminado el agua, que muestra los colores reales de la escena del mar. El equipo emparejó la colorida herramienta de corrección con un modelo computacional que transforma las imágenes de una escena en un “mundo” con un agua de tres dimensiones, después de lo cual se puede detectar en la práctica.
Los investigadores han calificado su aplicación submarina y un procedimiento conocido como Gosi Spipleting 3D (3DGS), llamando al nuevo dispositivo una “trama marina”, que toma fotos de una escena y las une para crear una representación completa de tres dimensiones desde cualquier punto de vista.
“Con el nivel del mar, puede hacer claramente el modelo lo que está haciendo el agua y, como resultado, puede eliminar el agua de alguna manera, y produce un mejor modelo 3D de lo submarino”, dice Daniel Yang, estudiante graduado del MIT Daniel Yang.
Los investigadores aplicaron el nivel del mar para fotografías de buzos y automóviles submarinos en varios lugares, incluidas las Islas Vírgenes de EE. UU. En comparación con los métodos anteriores, este método desarrolló un “mundo” 3D a partir de estas imágenes que eran verdaderas y más claras y diferentes en diferentes colores.
El equipo dice que los biólogos marinos pueden ayudar a los biólogos marinos a monitorear la salud de algunos estados. Por ejemplo, como un robot submarino detecta e imágenes de un acantilado de coral, la costa actuará sobre imágenes simultáneamente y ofrecerá un color real, representación 3D, después de la cual los científicos pueden, en la práctica, “volar” a su velocidad y camino, por ejemplo, por ejemplo.
“El blanqueo se ve blanco, pero puede verse azul y afilado, y es posible que no pueda encontrarlo”, dice Yogesh Gridhar, un científico asociado de Whoi. “El blanqueamiento de coral y varias especies de corales, que encontrar colores reales en el mar, pueden ser más fáciles de detectar por mar, imágenes marinas”.
El IEEE presentará una disertación en detalle en la Conferencia Internacional IEE sobre Robótica y Automatización de Gridhar y Yang (ICRA). El co -autor de su estudio es John Leonard, profesor de ingeniería mecánica en el MIT.
Óptica acuática
En el mar, los efectos del agua viajan a través del agua distorsionan el color y la explicación de los objetos. En los últimos años, los investigadores han desarrollado herramientas fijas coloridas, cuyo objetivo es reproducir colores reales en el mar. Estos esfuerzos incluyeron herramientas adaptativas que en realidad fueron diseñadas para un entorno de agua, por ejemplo, para mostrar el color real de las características en situaciones de niebla. Un trabajo reciente repite los colores reales en el mar, llamado algoritmo llamado “C-Tthry”, aunque este método requiere una gran cantidad de potencia computacional, que lo usa para desafiar los modelos de escenas 3D.
Paralelamente, otros se han desarrollado en la espiral Gosi 3D, con herramientas que cosen imágenes sin interrupciones, y llenan cualquier espacio con inteligencia para crear una versión 3D de esta escena. Estos mundos 3D permiten la “síntesis de la visión novedosa”, lo que significa que alguien puede ver la escena 3D, no solo desde el punto de vista de las imágenes originales, sino también desde cualquier ángulo y distancia.
Pero los 3DG solo se implementan con éxito en el entorno del agua. Las imágenes submarinas han obstaculizado los esfuerzos para moldear la reconstrucción 3D, principalmente dos efectos submarinos ópticos: patinadora y atención. El patinador posterior ocurre cuando la luz refleja pequeñas partículas en el mar, lo que produce un velo como un cervical. El enfoque es un fenómeno a través del cual algunas longitudes de onda reducen la luz o se desvanecen a la distancia. Por ejemplo, en el mar, cuando se ve desde lejos, los artículos rojos parecen ser más que cosas azules.
Fuera del agua, el color de los objetos es visible al menos en el mismo ángulo o distancia desde el cual se ven. Sin embargo, en el agua, el color puede cambiar y eliminar el color más rápido en términos del punto de vista de uno. Cuando los métodos de 3 DGS intentan coser imágenes bajo el agua en un 3D integrado, no pueden resolver elementos debido a los efectos del sector de la espalda acuática y la atención que distorsionan el color de los objetos en diferentes ángulos.
“Un sueño de visión robótica submarina que tenemos: imagina que puedes drenar toda el agua en el mar. ¿Qué verás?” Leonard dice.
Nadar una modelo
En su nuevo trabajo, Yang y sus colegas desarrollaron el colorido algoritmo, lo que causa los efectos ópticos del sector y la atención. El algoritmo determina el grado en que cada píxel en una imagen está distorsionado por el sector posterior y los efectos efectivos, y luego se quitan los efectos del agua, y cuenta cuál debería ser el color real del píxel.
Entonces Yang trabajó en un modelo de derramamiento de chismes 3D para colorear el algoritmo colorido para crear un espacio en el mar, que puede analizar rápidamente las imágenes submarinas de una escena y producir un color real del mismo escenario, la versión virtual 3D, que se encuentra en cualquier ángulo y distancia.
El equipo usó el mar en numerosas escenas submarinas, incluidas las fotos tomadas en el mar del océano, en la costa del Caribe y en el Océano Pacífico cerca de Panamá. Las fotos, que el equipo ya había tomado de los datos existentes, representan una gama de ubicaciones marítimas y condiciones de agua. También probó el mar en imágenes tomadas a través de un robot bajo agua controlada remota en las Islas Vírgenes de los Estados Unidos.
Desde las imágenes de cada escena del mar, la trama marina creó un mundo 3D real que los investigadores eran prácticamente capaces de descubrir, por ejemplo, acercando y saliendo una escena y viendo algunas características desde diferentes perspectivas. Incluso cuando miras diferentes ángulos y distancias, mantienen sus objetos en cada escenario, en lugar de si se ven en el mar original, en lugar de desvanecerse.
“Una vez que produce un modelo 3D, un científico solo puede ‘nadar’ a través de un modelo como si estuviera buceando y ver las cosas con gran detalle, con color real”,
Por ahora, este procedimiento requiere grandes recursos informáticos en forma de una computadora de escritorio que será enorme para montar robots submarinos. Sin embargo, el Sepeal puede funcionar para las operaciones de los maestros, donde el barco puede tomar un automóvil, descubrimiento y fotos que se pueden enviar a la computadora del barco.
“Este es el primer enfoque que pronto puede construir un modelo 3D de alta calidad, construir los colores correctos, bajo el agua, y puede formarse y presentarlos más rápido”, dice la cuadrícula. “Esto ayudará a corregir la cantidad de geometricidad y evaluará la salud de los arrecifes de coral y otras comunidades marítimas”.
Este trabajo fue parcialmente apoyado por el Fondo de Ciencias en WHOI, y fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias de los Estados Unidos.
