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

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.

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.

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.

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.

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.