Ученые из Массачусетского технологического института (MIT) и Океанографического института Вудс-Хоула (WHOI) разработали революционную технологию «SeaSplat», которая способна выполнять цветокоррекцию и трехмерную реконструкцию подводных изображений, благодаря чему подводный ландшафт показывает истинные цвета, как будто «после того, как вода исчезла».
В этой системе используется 3D-модель Gaussian Splatting, которая может автоматически устранять искажения и ослабление света водным объектом, что позволяет научным исследователям совершать виртуальные погружения и впервые исследовать подводный мир в реальном цвете под любым углом.
Биологическое разнообразие океана чрезвычайно богато, но физические свойства «воды» (такие как светорассеяние и ослабление света) чрезвычайно затрудняют истинное наблюдение на больших расстояниях. SeaSplat сочетает в себе специальные алгоритмы восстановления цвета и 3D-моделирование для решения проблемы искажения цвета, вызванного обратным рассеянием и ослаблением света в традиционных подводных изображениях. Исследовательская группа использовала данные о морском дне из разных регионов, полученные дайверами и беспилотными подводными аппаратами, чтобы успешно создать красочную и более реалистичную трехмерную модель подводной сцены.
Ожидается, что система SeaSplat станет новым инструментом для исследований в области морской биологии. Например, с помощью этой системы исследователи могут проводить трехмерный мониторинг подводных коралловых рифов в режиме реального времени и удаленно и точно наблюдать экологические проблемы, такие как обесцвечивание кораллов. По сравнению с предыдущими алгоритмами эта технология отличается высокой вычислительной эффективностью и подходит для крупномасштабной 3D-реконструкции.
В настоящее время SeaSplat по-прежнему опирается на высокопроизводительные вычислительные платформы, но в будущем ожидается, что он будет использоваться для обнаружения швартовки и удаленного подводного сбора данных, обеспечивая незаменимый инструмент для оценки морского биоразнообразия и экологического мониторинга.
Результаты исследования будут опубликованы на Международной конференции IEEE по робототехнике и автоматизации (ICRA) и профинансированы Национальным научным фондом и другими учреждениями.
Технология SeaSplat генерирует полноцветные изображения подводных сцен, снятые подводным роботом команды MIT. Исходное фото находится слева, а версия с цветокоррекцией по технологии SeaSplat — справа. Источник изображения: предоставлено Дэниелом Янгом, Джоном Леонардом, Йогешем Гирдхаром.