1. الملخص

توضح هذه المقالة المبادئ الفنية وطرق التنفيذ.

2. المبادئ الفنية

2.1 إزالة الضباب البصري

في الطبيعة، الضوء المرئي هو مزيج من أطوال موجية مختلفة للضوء، تتراوح من 780 إلى 400 نانومتر.

الشكل 2.1 الطيفية

تتميز الأطوال الموجية المختلفة للضوء بخصائص مختلفة، وكلما زاد الطول الموجي، زاد اختراقه. كلما زاد الطول الموجي، زادت قوة اختراق موجة الضوء. هذا هو المبدأ الفيزيائي المطبق بواسطة كشف الضباب البصري للحصول على صورة واضحة للكائن المستهدف في بيئة مليئة بالدخان أو الضباب.

2.2 إزالة الضباب الإلكترونية

إزالة الضباب الإلكترونية، والمعروفة أيضًا باسم إزالة الضباب الرقمية، هي معالجة ثانوية للصورة بواسطة خوارزمية تسلط الضوء على ميزات كائن معينة ذات أهمية في الصورة وتمنع تلك التي لا تهم، مما يؤدي إلى تحسين جودة الصورة وتحسين الصور.

3. طرق التنفيذ

3.1 إزالة الضباب البصري

3.1.1 اختيار النطاق

يتم استخدام إزالة الضباب البصري بشكل شائع في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) لضمان الاختراق مع موازنة أداء التصوير.

3.1.2 اختيار المستشعر

نظرًا لأن الضباب البصري يستخدم نطاق NIR، يجب إيلاء اهتمام خاص لحساسية نطاق NIR الخاص بالكاميرا عند اختيار مستشعر الكاميرا.

3.1.3 اختيار المرشح

اختيار الفلتر المناسب ليتناسب مع خصائص حساسية المستشعر.

3.2 إزالة الضباب الإلكترونية

تعتمد خوارزمية إزالة الضباب الإلكترونية (إزالة الضباب الرقمية) على نموذج تشكيل الضباب المادي، والذي يحدد تركيز الضباب بدرجة اللون الرمادي في المنطقة المحلية، وبالتالي استعادة صورة واضحة وخالية من الضباب. يحافظ استخدام التعفير الخوارزمي على اللون الأصلي للصورة ويحسن بشكل كبير تأثير الضباب فوق الضباب البصري.

4. مقارنة الأداء

معظم العدسات المستخدمة في كاميرات المراقبة بالفيديو هي في الغالب عدسات ذات طول بؤري قصير، والتي تستخدم بشكل أساسي لمراقبة المشاهد الكبيرة بزوايا رؤية واسعة. كما هو موضح في الصورة أدناه (مأخوذة من البعد البؤري التقريبي 10.5 ملم).

الشكل 4.1 عرض واسع

ومع ذلك، عندما نقوم بالتكبير للتركيز على جسم بعيد (على بعد حوالي 7 كيلومترات من الكاميرا)، يمكن أن يتأثر الإخراج النهائي للكاميرا في كثير من الأحيان بالرطوبة الجوية، أو الجزيئات الصغيرة مثل الغبار. كما هو موضح في الصورة أدناه (مأخوذة من البعد البؤري التقريبي 240 مم). في الصورة يمكننا أن نرى المعابد والمعابد على التلال البعيدة، ولكن التلال الموجودة أسفلها تبدو وكأنها كتلة رمادية مسطحة. الشعور العام بالصورة ضبابي للغاية، دون شفافية العرض الواسع.

الشكل 4.2 إيقاف إزالة الضباب

عندما نقوم بتشغيل وضع إزالة الضباب الإلكتروني، نرى تحسنًا طفيفًا في وضوح الصورة وشفافيتها، مقارنة بما كان عليه قبل تشغيل وضع إزالة الضباب الإلكتروني. كما هو مبين في الصورة أدناه. على الرغم من أن المعابد والمعابد والتلال الموجودة خلفها لا تزال ضبابية بعض الشيء، إلا أن التل الموجود أمامك على الأقل يبدو وكأنه قد تم استعادته إلى مظهره الطبيعي، بما في ذلك أبراج الكهرباء ذات الجهد العالي الموجودة في الأمام.

الشكل 4.3 مزيل الضباب الإلكتروني

عندما نقوم بتشغيل وضع الضباب البصري، يتغير نمط الصورة بشكل كبير على الفور. على الرغم من أن الصورة تتغير من اللون إلى الأسود والأبيض (بما أن NIR ليس له لون، في الممارسة الهندسية العملية يمكننا فقط استخدام كمية الطاقة التي يعكسها NIR على الصورة)، فقد تم تحسين وضوح الصورة وشفافيتها بشكل كبير وحتى الغطاء النباتي. على التلال البعيدة بطريقة أكثر وضوحًا وثلاثية الأبعاد.

الشكل 4.4 إزالة الضباب البصري

مقارنة أداء المشهد المدقع.

يكون الهواء مملوءًا بالمياه بعد هطول المطر لدرجة أنه من المستحيل الرؤية من خلاله إلى الأجسام البعيدة في الظروف العادية، حتى مع تشغيل وضع إزالة الضباب الإلكتروني. فقط عند تشغيل الضباب البصري يمكن رؤية المعابد والمعابد على مسافة (حوالي 7 كم من الكاميرا).

الشكل 4.5 E-إزالة الضباب

الشكل 4.6 إزالة الضباب البصري