水下摄影很难准确无误。特殊的过滤器、人造光源和顶尖的水下相机都能提供帮助，但相机和照片中的物体之间仍然有大量的水。我们已经习惯了水下摄影的蓝绿色。

如何将海洋看起来没有水？什么是珊瑚礁的真面目？多亏了一个新的名为计算机视觉算法Sea-thru,我们可以看到一个水下的场面会是什么样子，如果它是通过空气而不是水拍照。

海得来速消除发生如通过水行进的光以产生颜色精确的图像视觉失真。海通是由DERYA Akkaynak博士和工程师，海洋学家和大里Treibitz博士，一名电气工程师开发的。其结果不仅是惊人的，但也是一个物理精确校正。

根据科学美国人“Sea-thru的图像分析考虑了大气中光吸收和散射的物理因素，而海洋中与光相互作用的粒子要大得多。”然后，该算法可以有效地逐像素逆转水的图像失真，恢复丢失的颜色。”

Akkaynak开发海通作为博士后研究员在海洋成像实验室由大里Treibitz博士运行，在海法大学。海通授权给SeaErra有限公司

水下照片中出现蓝绿色的原因是光线在深水中传播的方式，在深水中，蓝色和紫色的波长吸收最少。光通过的水越多，到达物体的红色、黄色和橙色波长就越少。在沿海水域，蓝色和绿色的光被吸收得更快，留下更多的红色光，并导致主要的棕色色调。

还有一个问题是水中的小颗粒，它们会产生反散射或雾霾。摄影者离照片中物体越远，物体就变得越模糊，就像透过薄雾看物体一样。

如何海通工程

海通工作在原始图像或视频与自然照明，消除了需要昂贵和困难的设置人工水下照明。它还有助于重建物体的图像，这些物体离光源更远，水下频闪仪无法到达。

计算机视觉算法是一个基于物理学的色重建算法设计用于水下RGB-d的图像，其中D代表的距离从相机到对象。海得来速算法需要在来自摄像机的场景中的每个像素之间的距离，因为几乎所有管辖的颜色和对比度损失参数依赖于距离。在一些非直线方式。

对于她的研究，Akkaynak通过拍摄同一场景的多个图像生成的距离（范围）的地图。她拍摄的来自稍微不同的角度一台摄像机的图像，使所有的人都重叠。包括在图像中是放置在由感兴趣对象的彩色图表。然后，使用一个名为Agisoft Metashape专业的商业摄影测量软件，海通建一个三维重建从这些图像和出口的距离的每个场景的映射一旦3D重建完成。

范围映射是灰度的。斗嘴文件，然后读入MATLAB并与RAW图像相结合。图像被根据该处理指南。MATLAB用于通过搜索图像中非常暗的像素或阴影像素来估计后向散射。在上图中，反散射估计中使用的最暗的像素用红色表示。用MATLAB减去图像的后向散射。

接下来，Sea-thru仅使用像素和深度图D计算了颜色衰减的相关参数，并将其反演以显示原始颜色。利用MATLAB计算了各波长光的衰减。有了这些信息，Sea-thru将图像倒转显示出真实的颜色。

海通上的视频作品，以及静止图像。请参阅从坦噶尼喀湖，赞比亚下方并排侧视频：

视频信贷：亚历克斯·乔丹

准确的图像有助于研究人员

气候研究人员和海洋学家研究珊瑚礁等水下生态系统，以更好地了解它们目前的状态以及这些系统如何随时间变化。这些研究通常依靠成像和数据技术来记录和了解气候变化对珊瑚和其他海洋系统的影响。Sea-thru可以通过提供图像数据的真实颜色表示来帮助这些工作。例如，图像中准确的颜色将使机器学习工具更容易准确地识别图像中的物种。

该算法不同于Photoshop等应用程序，用户可以通过均匀提升红色或黄色来人为增强水下图像。

加州科学院的珊瑚生物学家皮姆·邦格特(Pim Bongaerts)说:“我喜欢这种方法的地方在于，它真的可以获得真实的颜色。科学美国人。“获得真实的色彩能真正帮助我们得到了很多更值得我们目前的数据集。”

“有很多与水下工作相关的挑战，使我们远远落后于研究人员在水上和陆地上所能完成的工作，”加州大学圣迭戈分校(University of California, San Diego)“100岛屿挑战”(100 Island Challenge)项目的研究人员尼科尔·佩德森(Nicole Pedersen)说。在这个项目中，科学家们每100平方米拍摄7000张照片来组装珊瑚礁的三维模型。

“由于缺乏处理这些图像的计算机工具，进展一直受到阻碍，”Pedersen说科学美国人。“Sea-thru是朝着正确方向迈出的一步。”