Refractive COLMAP: Refractive Structure-from-Motion Revisited

本文介绍了一种完整的折射运动结构（RSfM）框架，用于使用折射相机设置（用于平面和圆顶水下外壳）进行水下三维重建。尽管过去十年中在折射多视图几何方面取得了显着成就，但目前尚无稳健、完整且公开可用的解决方案可用于此类任务，而且通常实际应用必须通过针孔相机模型的固有（失真）参数来近似折射效应。为了填补这一空白，我们在最先进的开源SfM框架COLMAP中贯穿整个SfM过程中集成了折射考虑。使用合成的但照片逼真的带有地面真实值的图像进行的数值模拟和重建结果验证了启用折射不会损害精度或稳健性，与在空气中的重建相比。最后，我们展示了我们的方法在大规模折射场景中的能力，使用包含近6000张图像的数据集。该实现已作为开源发布在以下网址： https://cau-git.rz.uni-kiel.de/inf-ag-koeser/colmap_underwater。

本文旨在提出一种完整的折射结构运动（RSfM）框架，用于使用折射相机设置（包括平板和半球形水下外壳）进行水下三维重建。解决当前在水下摄影中缺乏完整、稳健且公开可用的解决方案的问题。

本文提出了在COLMAP中整合折射考虑的SfM过程，通过数值模拟和实际数据验证，证明启用折射不会影响准确性和稳健性。这是一种解决水下三维重建中折射问题的全新思路。

本文的亮点包括：使用COLMAP框架整合折射考虑的SfM过程；通过数值模拟和实际数据验证了方法的准确性和稳健性；使用近6000张图像的大规模数据集验证了方法的可扩展性。研究者还公开了实现代码。

近期在这个领域中的相关研究包括：《Underwater Image Enhancement by Dehazing with Minimum Information Loss and Entropy Maximization》、《Underwater Image Restoration Based on Image Blurriness and Light Absorption》等。