Test nové technologie. Kredit: Haofeng Hu / Tianjin University.

Focení ve vodě je komplikované, o kalné vodě ani nemluvě. Když jsou ve vodě rozptýlené nějaké částice, tak mají sklon rozptylovat světelné záření, což kazí výsledný snímek. Nicméně, rozptýlené světlo je z části polarizované. Vhodně použití kamery citlivé na polarizaci může rozptýlené světlo při focení pod vodou potlačit.

Logo. Kredit: Tianjin University.

Haofeng Hu z čínské Tianjin University a jeho kolegové vyvinuli nový postup, s nímž je možné automaticky pořizovat čitelné snímky v kalné vodě. Jak říká Hu, jejich metoda překonává dosavadní omezení tradičního polarimetrického snímkování pod vodou. Na rozdíl od předešlých postupů nemá na pořízení snímku žádné požadavky, jako například vhodné pozadí.

Badatelé prokázali, že jejich metoda funguje i v tak kalné vodě, že v ní lidský zrak prakticky nic nevidí. Tím ale podle Hua možnosti jejich technologie nekončí. S kolegy věří, že podobně úspěšně obstojí při pořizování snímků i v jiných podobně nepříznivých podmínkách, jako je mlha nebo kouř.

Nové zobrazování uvítají podvodní archeologové. Kredit: Dwi sumaiyyah makmur / Wikimedia Commons.

Tradiční postupy pracující při podvodním snímkování s polarizovaným světlem vyžadují předběžné znalosti o místě focení či o pozadí snímku, kvůli odstranění rozptýleného záření. Představuje to ale zásadní komplikaci. Takové snímky se obvykle upravují ručně a může se stát, že potřebné informace o pozadí prostě nejsou k dispozici.

Čínský tým kombinoval klasické polarimetrické snímkování s novým algoritmem, který automaticky najde optimální parametry snímku pro potlačení rozptýleného světla. Díky jejich postupu dochází k podstatnému zlepšení kontrastu snímku a také tím odpadá potřeba pracovat s informacemi o prostředí pořizovaného snímku.

Hu s kolegy technologii prověřili v sérii laboratorních experimentů. Začali s čistou vodou a postupně vytvářeli různě kalná prostředí přimícháváním mléka. V zakalené vodě snímkovali objekty z různých materiálů, od dřeva, přes plasty až po keramiku. Teď přijdou na řadu experimenty v reálných prostředích, například v oceánu. Nová technologie slibuje spoustu nových aplikací, například pro pátrací akce, podmořskou archeologii, nebo monitorování podvodních farem, potrubí či kabelů.

Literatura

Phys.org 16. 9. 2021.

Optics Express 29: 31283–31295.