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Com esta tecnologia, podemos tirar fotos de janelas sem reflexo algum

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3 anos atrás

Você certamente já tentou tirar foto de algo muito interessante, mas… tinha uma janela no meio. E a imagem ficou com um reflexo nada agradável. Mas o MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts) está preparando uma câmera para solucionar a questão. Os pesquisadores do laboratório de pesquisa MIT Media Lab visam usar um software para câmeras que é “imune” a esse tipo de reflexão.

Atualmente, esse problema é remediado por fotógrafos profissionais com filtros polarizadores, que são usados principalmente em ambientes externos para limitar os vários feixes de luz que vêm na direção da câmera. Assim, a iluminação fica muito mais balanceada e a foto fica bem mais bonita.

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Só que nem sempre eles funcionam bem. A técnica do MIT é mais avançada quanto à separação das diferentes imagens obtidas graças às diferentes fontes de luz na região. Eles fazem isso disparando uma luz na cena e calculando a distância dos objetos pelo tempo em que a luz demora para ser refletida.

Essa técnica é interessante porque é relativamente barata. Não foi necessário construir uma câmera nova, mas sim usar uma com sensor de profundidade, que não é muito cara. No experimento, os pesquisadores usaram a câmera do Kinect e a Transformada de Fourier para remover o reflexo.

Enquanto a câmera do Kinect trabalhava com a profundidade dos objetos, a Transformada de Fourier separava as diferentes frequências de luz que chegavam no sensor da câmera para depois os pesquisadores selecionarem qual era a parte da fotografia que eles queriam manter.

Essa fórmula assustadora foi imprescindível para o que os pesquisadores alcançaram.

Essa fórmula assustadora foi imprescindível para o que os pesquisadores alcançaram.

A técnica de Fourier, um matemático e físico francês do século XVIII, foi imprescindível para esse experimento. Isso acontece porque sua transformada discreta (DFT) é responsável por processar os sinais digitais (nesse caso, os sinais de luz) e separá-los em suas devidas frequências, permitindo a reconstrução a cena. Para você ter uma ideia, é por causa de Fourier que conseguimos ouvir música digitalmente. Os vários instrumentos que compõem uma canção produzem sons (ou vibrações de ar) de várias frequências diferentes, que são somadas e comprimidas num formato *.mp3.

O equivalente da descoberta dos pesquisadores do MIT, para esse caso, é que ele conseguiria justamente pegar um MP3 e, de forma matemática, decompor o sinal nas frequências que o compõem. Como não dá para “desligar” a refração da luz no vidro, eles separam pela matemática mesmo.

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Então, numa cena em que dois sinais de luz chegam ao mesmo tempo no sensor, eles terão diferentes fases (que, nesse caso, são as distâncias entre as cristas e vales da onda eletromagnética da luz). Esses sinais diferentes podem ser, por exemplo, da janela (próxima) e de um objeto mais distante, como uma pessoa ou paisagem.

Ao medir essas fases, é possível determinar, junto com a profundidade dos objetos, o tempo que a luz vai demorar para chegar no sensor. E, finalmente, será possível separar o reflexo da imagem real. Toda essa engenharia demandou a construção de um aparato especial.

Em parceria com a Microsoft Research, o MIT modificou um Kinect One para chegar no resultado final. Eles embutiram um sensor que dispara luz de diferentes frequências e mede a intensidade da reflexão. Com mais um algoritmo, eles conseguiram deduzir a fase da luz que chega ao sensor e separá-la em diferentes profundidades.

Técnica antiga do MIT para retirar reflexo de fotos.

Técnica antiga do MIT para retirar reflexo de fotos.

O MIT já havia construido uma técnica para remover reflexos das fotos, mas usava apenas um software que estimava o que era reflexo e o que era imagem real a partir da análise dos pixels. As informações completas podem ser encontradas aqui, mas eram um pouco limitadas, porque não funcionavam com todo tipo de vidro.

A professora de física Laurent Daudet, da Universidade Paris VII, se impressionou por eles terem usado um produto relativamente barato: “Para esse problema desafiador, todo mundo pensou que você precisaria de um equipamento caro, feito para pesquisadores e enorme”. E, bem, é apenas um Kinect.

Com informações: Gizmodo, MIT News.

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