DCD-UIE: Modelo de Difusión Cromática Desacoplada para la Mejora de Imágenes Submarinas

Área de la Ciencia:

• Visión por Computadora; Procesamiento de Imágenes; Inteligencia Artificial

Sus antecedentes:

• Las imágenes submarinas sufren de distorsión del color y degradación estructural, lo que dificulta la percepción y el análisis visual.
• Los métodos tradicionales de mejora de imágenes submarinas (UIE) luchan por abordar simultáneamente los problemas de color y estructura debido a su acoplamiento en el espacio RGB.

Objetivo del estudio:

• Proponer un novedoso modelo de difusión guiada para UIE que desacople y mejore eficazmente tanto el color como la estructura.
• Desarrollar un marco que optimice colaborativamente el color y la estructura bajo diversos escenarios de degradación submarina.

Principales métodos:

• Un modelo de difusión guiada que utiliza el espacio de color HSV para separar naturalmente el color (H, S) y la estructura (V).
• Un módulo de guía perceptual adaptativa (APGM) que genera guías de color y estructura ortogonales para el modelo de difusión.
• Un módulo de optimización de pérdida desacoplada con funciones de pérdida independientes para supervisar la restauración del color y la estructura.
• Un marco de optimización en bucle cerrado que combina la guía desacoplada hacia adelante y la supervisión desacoplada hacia atrás.

Principales resultados:

• El método propuesto supera significativamente los enfoques de UIE de última generación en diversas escenas submarinas.
• Demostró un rendimiento superior en la mejora de imágenes afectadas por cambios de color y neblina.
• Se obtuvieron excelentes resultados en métricas de evaluación de calidad de imagen sin referencia, lo que indica una alta calidad perceptual.

Conclusiones:

• El modelo de difusión guiada desacoplada aborda eficazmente los desafíos acoplados de la distorsión del color y la degradación estructural en UIE.
• El espacio de color HSV y el marco de optimización desacoplada proporcionan una solución robusta para restaurar imágenes submarinas de alta calidad.
• El método muestra potencial para diversas aplicaciones que requieren imágenes submarinas claras y visualmente precisas.