Please use this identifier to cite or link to this item: https://hdl.handle.net/20.500.14279/34839
Title: Self-Adaptive Colour Calibration of Deep Underwater Images Using FNN and SfM-MVS-Generated Depth Maps
Authors: Vlachos, Marinos 
Keywords: Structure from Motion;MultiView Stereo;Underwater Colour Restoration;Feedforward Neural Networks
Advisor: Skarlatos, Dimitrios
Issue Date: Mar-2025
Department: Department of Civil Engineering and Geomatics
Faculty: Faculty of Engineering and Technology
Abstract: This PhD thesis addresses the challenge of colour attenuation in deep-water underwater images captured under artificial light. Initially, the research aimed to model and solve the issue through physical and mathematical approaches. However, due to challenges such as unknown environmental parameters and light reflection angles, the focus shifted to developing a more practical solution. The key innovation of this thesis is the creation of a Self-Adaptive Colour Calibration pipeline, which leverages Structure from Motion (SfM) and Multi-View Stereo (MVS) derived data, alongside DL techniques, to restore the true colours in underwater images without requiring detailed environmental knowledge. The proposed pipeline effectively corrects colour degradation in archival datasets, in the absence of spectral and environmental data, making it particularly suitable for archaeological underwater imaging and applications with limited resources. The results from the application of this methodology to datasets from two distinct underwater sites, Mazotos and Nissia, demonstrate its robustness and adaptability across varying conditions. A reference-based evaluation further confirmed the pipeline's ability to restore colours accurately, highlighting its potential for enhancing underwater imagery for archaeological and environmental studies.
Description: Η παρούσα διδακτορική διατριβή αντιμετωπίζει την πρόκληση της εξασθένισης των χρωμάτων σε υποβρύχιες εικόνες μεγάλου βάθους που έχουν ληφθεί υπό τεχνητό φωτισμό. Αρχικά, η έρευνα στόχευε στη μοντελοποίηση και επίλυση του προβλήματος μέσω φυσικών και μαθηματικών προσεγγίσεων. Ωστόσο, λόγω προκλήσεων όπως οι άγνωστες περιβαλλοντικές παράμετροι και οι γωνίες ανάκλασης του φωτός, η έρευνα επικεντρώθηκε προς την ανάπτυξη μιας πιο πρακτικής λύσης. Η βασική καινοτομία της διατριβής είναι η δημιουργία ενός Αυτοπροσαρμοζόμενου Συστήματος Χρωματικής Βαθμονόμησης (Self-Adaptive Colour Calibration pipeline), το οποίο αξιοποιεί δεδομένα που προέρχονται από τις τεχνικές Structure from Motion (SfM) και Multi-View Stereo (MVS), καθώς και μεθόδους βαθιάς μάθησης, για την αποκατάσταση των πραγματικών χρωμάτων σε υποβρύχιες εικόνες χωρίς την ανάγκη λεπτομερούς γνώσης του περιβάλλοντος. Η προτεινόμενη μεθοδολογία διορθώνει αποτελεσματικά την υποβάθμιση των χρωμάτων σε αρχειακά σύνολα δεδομένων, απουσία φασματικών και περιβαλλοντικών πληροφοριών, γεγονός που την καθιστά ιδιαίτερα κατάλληλη για την αρχαιολογική υποβρύχια απεικόνιση και εφαρμογές με περιορισμένους πόρους. Τα αποτελέσματα από την εφαρμογή αυτής της μεθοδολογίας σε δεδομένα από δύο διαφορετικές υποβρύχιες τοποθεσίες, το ναυάγιο του Μαζωτού και το ναυάγιο Νησιά, αποδεικνύουν την ανθεκτικότητα και προσαρμοστικότητά της σε ποικίλες συνθήκες. Η αξιολόγηση με χρήση σημείων αναφοράς επιβεβαίωσε περαιτέρω την ικανότητα του συστήματος να αποκαθιστά με ακρίβεια τα χρώματα, αναδεικνύοντας τη δυναμική του για τη βελτίωση της υποβρύχιας απεικόνισης σε αρχαιολογικές και περιβαλλοντικές μελέτες.
URI: https://hdl.handle.net/20.500.14279/34839
Rights: Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International
Type: PhD Thesis
Affiliation: Cyprus University of Technology 
Appears in Collections:Διδακτορικές Διατριβές/ PhD Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat Existing users please
PhD Thesis_Marinos Vlachos_2025.pdffull text6.25 MBAdobe PDFEmbargoed until April 30, 2027    Request a copy
CORE Recommender
Show full item record

Page view(s)

109
Last Week
6
Last month
12
checked on Nov 19, 2025

Download(s)

18
checked on Nov 19, 2025

Google ScholarTM

Check


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons