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Recuperación de información en imágenes en color deterioradas por la atmósfera: aplicación a la mejora de la visibilidad

  • Autores: Raúl Luzón González
  • Directores de la Tesis: Francisco Javier Romero Mora (dir. tes.), Juan L. Nieves (codir. tes.)
  • Lectura: En la Universidad de Granada ( España ) en 2013
  • Idioma: español
  • Tribunal Calificador de la Tesis: Enrique Fernando Hita Villaverde (presid.), Javier Hernández-Andrés (secret.), Florian Mandija (voc.), Joaquín Campos Acosta (voc.), Jaume Pujol Ramo (voc.)
  • Materias:
  • Enlaces
    • Tesis en acceso abierto en: DIGIBUG
  • Resumen
    • El objetivo principal de este trabajo es el desarrollo e implementación de un algoritmo de recuperación de imágenes alteradas por las malas condiciones atmosféricas. Para lo cual este trabajo se ha dividido en tres partes bien diferenciadas.

      En una primera parte se ha procedido a la calibración del dispositivo CCD de una cámara científica RGB. Esta no ha sido una calibración exhaustiva debido a que no se pretendían hacer medidas radiométricas o colorimétricas con este dispositivo, sólo disponer de una base de datos de imágenes alteradas por las condiciones atmosféricas corregidas de las mayores perturbaciones presentes en este tipo de dispositivos.

      La segunda parte de este trabajo ha estado dedicada al análisis de cómo varían las componentes cromáticas de los objetos presentes en la imagen en función de la distancia de observación y de las condiciones atmosféricas. Para ello hemos empleado un modelo físico de esparcimiento de la luz por las partículas atmosféricas, denominado modelo dicromático de esparcimiento atmosférico [7, 6]. Este modelo nos ha permitido hacer simulaciones computacionales del cambio cromático de una gran variedad de reflectancias en función de parámetros atmosféricos reales y de la distancia a la que se observan.

      Basándonos en trabajos previos realizados en el Departamento de Óptica de la Universidad de Granada que ponían de manifiesto la constancia de la razón de la respuesta de conos bajo distintos iluminantes, y la ampliación de estas conclusiones a los canales de una cámara RGB, hemos desarrollado un algoritmo para la recuperación de imágenes alteradas por las condiciones atmosféricas. Este algoritmo está basado en la constancia de la razón de la respuesta de los canales de una cámara RGB bajo distintos iluminantes. En nuestro caso hemos supuesto que uno de los iluminantes era el presente en la escena de la imagen a recuperar y el otro sería el iluminante teórico de la misma escena no afectada por las condiciones atmosféricas.

      Se ha probado la eficacia de este algoritmo sobre una base de datos de imágenes capturadas con una cámara RGB científica así como con cámaras comerciales no calibradas. Además, hemos probado el algoritmo desarrollado sobre imágenes recopiladas de internet de las cuales no se tenía ninguna información adicional aparte de la propia imagen.

      Para situar el algoritmo desarrollado en un contexto actual hemos comparado nuestro modelo con el propuesto por otros cinco autores [1, 3, 5, 8, 10].

      Debido a que a día de hoy no hay un criterio único establecido sobre la evaluación de la mejora de imágenes deterioradas por la atmósfera hemos empleado una serie de métricas de uso común en este tipo de trabajos [2, 4, 9, 11]. Estas métricas normalmente se basan en la razón entre el número de bordes en la imagen recuperada y en la imagen original, obteniendo mayores puntuaciones los métodos que consiguen imágenes restauradas con mayor número de bordes. Estos métodos de evaluación, sin embargo, no tienen en consideración la mejora que puedan presentar desde un punto de vista del observador humano. En muchas de las aplicaciones de estos métodos no sería un problema grave, ya que no se van buscando imágenes placenteras para un observador sino conseguir realzar los objetos presentes en las escenas para su posterior procesamiento, como puede ser la identificación de obstáculos o la detección de determinados objetos.


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