Técnica de calibração baseada na adaptação dos parâmetros de câmera para ambientes com diferentes índices de refração - SANTOS, Rodrigo José Batista Costa (2018)
Em visão computacional, aplicações que realizam extração métrica através de imagens obtidas por câmeras possuem como etapa crucial o procedimento de calibração, que consiste em determinar os parâmetros que descrevem o modelo matemático capaz de representar o processo da formação de imagem. Esse procedimento é uma das primeiras etapas a serem realizadas na maioria dessas aplicações e qualquer imprecisão ou erro cometido durante a sua realização é propagado para as demais etapas, afetando o resultado final obtido pelo sistema. Em aplicações subaquáticas, o procedimento de calibração de câmera tem ainda maior importância, devido aos efeitos de refração, existentes entre os diferentes meios, que devem ser incorporados no modelo. Na literatura, os trabalhos que calculam os parâmetros de câmera para o ambiente subaquático podem ser divididos em duas abordagens: técnicas que consideram a formação de imagem sendo realizada através de um único ponto de vista (SVP), utilizando-se a calibração no ambiente subaquático ou adaptando dos parâmetros calculados antes da submersão; e as técnicas que conceituam uma câmera subaquática sendo composta por múltiplos pontos de vista (nSVP). Essas abordagens diferem-se pela relação no custo-benefício entre a acurácia e complexidade da estimava dos parâmetros que descrevem a câmera. Enquanto o modelo SVP diminui a complexidade dos algoritmos que o utilizam, o nSVP aumenta a quantidade de parâmetros, explicitando o efeito de refração, com o objetivo de incrementar a acurácia da descrição. Esta dissertação apresenta uma nova técnica para calcular os parâmetros de uma câmera subaquática através da adaptação do resultado obtido por uma calibração realizada antes de introduzi-la na água. Diferentemente dos trabalhos encontrados na literatura, a técnica proposta realiza a adaptação da calibração explicitando a aproximação para o efeito de distorção introduzido pela refração existente na formação de imagens por câmeras subaquáticas. Para tal, foi projetado um modelo genérico que incorpora a distorção da refração ocasionada pela mudança de meio em que a câmera foi calibrada para onde será utilizada. Experimentos realizados em cenários sintéticos e reais permitiram uma análise da corretude e robustez da adaptação proposta, apresentando erros de reconstrução menores do que a técnica de adaptação da literatura, principalmente, quando o objeto alvo encontrou-se nas bordas das imagens.