Real time water removal for underwater photogrammetry with depth information

Abstract

En la actualidad, la restauración de imágenes submarinas sigue siendo un tópico complejo en el ámbito de la imagenología óptica subacuática. Esto se debe a que los efectos atmosféricos y de reflectividad producidos por la escena suelen generar una degradación significativa a la fotografía y limitar el rango capturado debido a la borrosidad producida en el ambiente. Con la finalidad de solucionar este problema, la siguiente tesis implementa un algoritmo de retrodispersión que busca eliminar el efecto de degradación generado por el agua. Este proceso utilizara una imagen extraída de una cámara RGB y un mapa de profundidad extraído por software de fotogrametría como puntos de entrada. Sin embargo, dada la complejidad computacional que involucra ejecutar, el tiempo de ejecución aumenta exponencialmente, especialmente para imágenes de alta resolución y matrices generados de mapas de profundidad. Debido a esto, es indispensable diseñar un algoritmo paralelo e implementado en una GPU para poder acelerar significativamente el tiempo de procesamiento.

Nowadays, underwater image restoration remains as one complex issue in underwater optical imaging. The reason of this is because the atmospheric and reflective effects produced by the scene that can severely degrade the photograph and limits the captured range because of the blurriness produced in the environment. To solve this topic, this thesis makes an implementation of a backscatter algorithm that tries to remove the degradation effect produced by the water. This process will utilize a RGB photograph and a depth map extracted from a photogrammetry software as inputs. However, given the significant computational complexity involved, the execution time increases considerably, especially for high resolution images and depth map matrices. For that reason, it is necessary to design a parallel algorithm and implement it in a GPU to be able to significantly accelerate the processing time.