Коралловые рифы тропических морей – одна из самых разнообразных экосистем на планете. Недаром их называют подводными садами. Красочные кораллы, разноцветные рыбки, яркие голожаберники и морские лилии – все то, что привлекает сюда нас, людей ныряющих.
Но любой человек, когда-либо пытавшийся запечатлеть эту красоту на фото, знает, что сделать это крайне сложно. Вода в первую очередь поглощает цвета красного и желтого спектра, поэтому по мере погружения на глубину теплые цвета начинают исчезать один за другим: красный, оранжевый, желтый… Все помнят эти мутные сине-зеленые картинки, которые сотнями выгружают в интернет новые адепты подводного плавания.
И ладно бы страдали только мы, любители. Такое положение создает серьезные трудности ученым, морским биологам. Невозможность зафиксировать текущее состояние рифа в естественных цветах мешает наблюдать его в динамике, делает невозможным программное распознавание и подсчет видов. Все приходится делать вручную – на это уходит много времени и сил.
Но вот, за дело взялись инженеры. Морской биолог и инженер Дария Аккайнак при участии инженера Тейли Трейбиц из университета Хайфы разработала алгоритм, который может помочь в решении этой проблемы. Новая разработка получила название Sea Thru (игра слов: дословно можно перевести «сквозь море», звучит похоже на “see through” – «видеть насквозь»).
«Я разработала алгоритм Sea Thru в постдокторантуре университета Хайфы, в лаборатории по созданию и обработке подводных изображений. Это стало результатом трех лет теоретических изысканий и практических экспериментов. Цифровые фотокамеры (вместе с подводными боксами) появились в широкой продаже, по сути, лишь в конце 1990-х годов, и с тех пор вопрос цветопередачи в подводной фотосъемке заставлял многих специалистов ломать голову. Я начала работать над этой проблемой в 2015 году, когда впервые приехала в университет Хайфы».
Принцип работы алгоритма отличается от программ обработки изображений вроде фотошопа, которые просто добавляют красного цвета, чтобы компенсировать его нехватку. Здесь речь идет не о том, чтобы сделать красивую картинку, а о том, чтобы распознать и восстановить настоящие цвета. Это не искусство, это наука – физика. Программа работает с простыми фотографиями, сделанными при естественном освещении. Правда, помимо самой фотографии в формате RAW, потребуется дополнительная информация: расстояние от камеры до каждого из объектов в кадре. Обычно для этого делается несколько снимков одного объекта с разных углов – это позволяет программе оценить расстояние.
Получив всю необходимую информацию, искусственный интеллект при помощи сложной формулы просчитывает, как именно изменились цвета на фото под воздействием воды, окружающей объект съемки, и пиксель за пикселем возвращает изображению его настоящие краски – словно стирая воду из кадра! После обработки фотографии выглядят так, как будто они были сделаны на суше.
Приложение уже работает не только с фото, но и с видео. Дария надеется, что в будущем Sea Thru будет интегрирован не только в стандартные программы обработки изображений, такие как Фотошоп, но и в массовые фотокамеры, которые можно будет купить в обычном магазине фототехники.
Подводный портал www.tetis.ru по материалам сайтов www.mymodernmet.com, www.interestingengineering.com и www.scientificamerican.com
