Крупным планом

Тщательно выстроенный алгоритм да заурядный съемочный фильтр — вот все, что требуется для того, чтобы не только принципиально улучшить качество подводной фотографии, но и при необходимости спасти жизнь. Полтора года назад ученые из хайфского Техниона начали разрабатывать методику улучшения качества подводной фотосъемки. Тем не менее, новая техника обещает не ограничиваться рамками фотографии, обладая куда более широким спектром применения: от машиностроения и научных исследований до спасения человеческой жизни.

Разработка израильских ученых уже успела привлечь к себе пристальный интерес во всем мире, хотя доктору Йоаву Шехнеру (Yoav Schechner) еще только предстоит представить ее на конференции по компьютерному видению и распознаванию объектов, которая в июле пройдет в Вашингтоне. Организатором готовящегося форума является престижный Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) — профессиональное объединение, выпускающее собственные стандарты, членами которого являются ANSI и ISO.

Шехтер, работающий в Технионе на факультете электротехники, впервые заинтересовался проблемой как дайвер-любитель: «В круг моих профессиональных интересов входят оптика и использование компьютерного видения для разрешения оптических эффектов, ухудшающих видимость. Время от времени я совершал погружения в Эйлатском заливе и у берегов Австралии, и постепенно увлекся проблематикой подводной съемки. Даже в самой чистой воде видимость оставляет желать лучшего, и тому есть множество причин. Мы проанализировали физические факторы и пришли к выводу, что главной проблемой является свет, исходящий извне. Его рассеивание в луче обзора называется обратным рассеянием. Мы поняли, что если удастся нейтрализовать это самое обратное рассеяние, то фотоснимок станет намного качественнее» .

Изучая проблему, доктору Шехнеру и аспиранту Ниру Карпелю (Nir Karpel) пришлось прочесть около сотни статей и книг, которые помогли им развить собственные гипотезы об использовании алгоритма и присоединении обыкновенного поляризационного фильтра стоимостью менее ста долларов, широко применяемого в обычной фотографии. «Мы делали упор на то, что при подводной съемке с использованием этого фильтра и математического анализа происходящих в воде физических явлений можно исправить и компенсировать искажения. Вначале у нас не было ни оборудования ни реального опыта в этом, поэтому, развивая нашу гипотезу, мы пошли на определенный научный риск. Никто в мире раньше не использовал математический подход» , — рассказывает Шехнер.

Получив оборудование и приступив к погружениям, исследователи обнаружили, что алгоритмы работают далеко не идеально и нуждаются в некоторой подстройке, которой им и пришлось заниматься.

Метод израильских ученых, детали которого будут опубликованы в официальных протоколах конференции IEEE, не только позволяет четко видеть объекты, которые раньше казались смазанными и несфокусированными, но и делает возможной оценку расстояний под водой и придания трехмерной глубины самим снимкам. «Это станет благом и для морских биологов, — отмечает Шехнер, — которые теперь не станут тревожить животных крупными планами».

И, конечно же, новая техника поможет лучше видеть спасателям, годна для проверки и мониторинга подводных труб и кабелей, опор мостов, буровых установок, инфраструктуры искусственных островов для разработки морских месторождений нефти и газа, при ведении археологических раскопок, для контроля за действиями работающих в воде роботов, морских судов и атомных реакторов. Кроме того, разработка обещает стать не только существенным подспорьем в научных исследованиях (биология, подводная археология и подводная топография), но и в любительской подводной съемке.