Разработан алгоритм склейки панорам из снимков с разной выдержкой

Специалисты по прикладной математике из Гонконга разработали алгоритм, который упростит создание панорамных фотоснимков. Исследователи нашли способ автоматически соединять в одно большое изображение фотографии, сделанные с разной выдержкой и за счет этого имеющие разную яркость. Также смогли соединить снимки, сделанные при разном освещении, с отличиями как в яркости, так и в балансе белого. Подробности со ссылкой на статью ученых в журнале SIAM Journal on Imaging Sciences приводит Phys.org.

Метод, продемонстрированный специалистами из Баптисткого университета Гонконга и университета Тунцзи в Шанхае (Китай) способен склеивать снимки, на которых не совпадает освещение или баланс цветов. Такие огрехи возникают либо из-за ошибок фотографа (скажем, забытой вспышки), либо при фотографировании в условиях переменчивого освещения. Установка одинаковой яркости и цветности снимков особенно актуальна для изображений, которые изначально делались по отдельности, а не в расчете на сбор панорамы.

Чтобы получить максимально качественное составное изображение, ученые предложили использовать принцип минимизации энергии. В физике под этим принципом понимается свойство всех систем занимать состояние с наименьшей возможной потенциальной энергией (авторы иллюстрируют этот тезис шариком, который скатывается в самую низкую точку поверхности), а применительно к обработке изображений под «энергией» понимается разность между двумя совмещаемыми снимками. При этом разница между картинками считается не по отдельным точкам, а при помощи оригинального алгоритма, разработанного учеными. Их алгоритм учитывает то, что переход от одной части панорамы к другой не должен быть слишком резким и оперирует понятием «градиента разницы».

Приведенные в статье специалистов примеры показывают, что методика, хотя и не может спасти заведомо провальные кадры (на одном из изображений снимок с нормальным балансом белого наложили на фото в голубых тонах), способна сшить из двух кадров одну картинку, на которой практически невозможно заметить границу между изображениями. По мнению авторов, этот способ можно адаптировать и для трехмерных изображений, с которыми имеют дело медики: и в планы ученых входит разработка алгоритма склейки нескольких томограмм или иных объемных изображений.