Estimação e Correcção de Vignetting em Imagens Endoscópicas

Vignetting é um efeito óptico com origem nas lentes das câmaras que provoca uma redução gradual do brilho da imagem desde o centro até à sua periferia, onde a distorção do mapa de cores da imagem se torna, por vezes, mais significativa. Em algoritmos de visão por computador, que trabalham a partir da análise da imagem, tais como calibração radiométrica, reconhecimento de formas, reconhecimento de padrões e segmentação de imagem, a distorção devida ao vignetting pode influenciar negativamente o resultado final se as câmaras utilizadas tiverem características favoráveis ao aparecimento deste efeito. A endoscopia é amplamente utilizada na medicina para recolher imagens internas do corpo, usada tanto em cirurgia como em diagnóstico. Câmaras equipadas com borescópios (dispositivo óptico que se pode rodar de forma a ampliar o campo de visão) são frequentemente utilizadas para realizar endoscopias em cirurgias minimamente invasivas. As características da lente do borescópio criam alguns problemas de visualização: somente uma parte da imagem contém dados relevantes, a lente introduz distorção radial forte, a rotação da lente relativamente à câmara pode causar desorientação, e o aparecimento do efeito de vignetting na imagem. Durante as cirurgias, os médicos alteram o campo de visão da câmara frequentemente com o objetivo de obter informação da imagem com mais detalhe. Para se alterar o campo de visão da câmara, é necessário alterar a distância focal da câmara, isto é, a distância entre o ponto de convergência da luz (lente da câmara) e o ponto onde a imagem focalizada será projetada (Dispositivo de Carga Acoplado, CCD). O aumento da distância focal é uma das características das câmaras que provoca o aparecimento do efeito de vignetting nas imagens capturadas, como se irá verificar no capítulo 2. Corrigindo o efeito de vignetting nas imagens endoscópicas, a qualidade da cor da imagem melhora consideravelmente, aumentando, por sua vez, o nível de detalhe, como se pode concluir da figura.