Reducción del efecto vignetting en imágenes submarinas

Abstract

[spa] El vignetting es un fenómeno presente en algunas imágenes digitales y que consiste en la reducción de la iluminación o del balance cromático en la periferia de la imagen con respecto al centro de la misma. En este trabajo, se estudia en profundidad este efecto, analizando los distintos tipos posibles de vignetting según la fuente del fenómeno. De especial interés resulta la aparición de este efecto en imágenes del fondo submarino, donde la baja iluminación natural y la necesidad de una potente fuente de luz provocan la aparición de este efecto indeseado. El objetivo del estudio será determinar el rendimiento de algunos algoritmos de reducción de vignetting propuestos en la literatura científica. En particular, se estudia su rendimiento en algunas imágenes submarinas recopiladas delMarine Geoscience Data System, un portal que permite el acceso a una gran variedad de imágenes de fondos submarinos de todo el planeta. Con este objetivo, se analizan diversos algoritmos de reducción de vignetting, exponiendo de cada uno las ideas principales del método y los pasos necesarios para llevarlo a cabo. Además de los algoritmos existentes, se propone una adaptación de uno de los algoritmos basado en convoluciones con filtros Gaussianos, que destaca por su sencillez y buen resultado en imágenes con una gran cantidad de vignetting. A continuación, se realiza una comparación de los métodos considerados en base a la comparación visual de las imágenes obtenidas. Sin embargo, como la evaluación visual es subjetiva, se realiza también una evaluación cuantitativa de los resultados obtenidos por los métodos. Para ello, se construye una base de imágenes a las cuáles se les ha añadido vignetting de forma artificial para, a continuación, evaluar mediante medidas de comparación de imágenes, la similitud de la imagen obtenida por el algoritmo con respecto a la imagen original sin vignetting. Finalmente, además de analizar la capacidad del algoritmo para reducir el vignetting, se analiza el coste computacional del algoritmo, para determinar cuál es el mejor algoritmo de los propuestos en base al equilibrio entre rendimiento y tiempo de ejecución del mismo.