1. Abstrakt

Tento článek nastiňuje technické principy, metody implementace.

2. Technické principy

2.1 Optické odmlžování

V přírodě je viditelné světlo kombinací různých vlnových délek světla v rozmezí od 780 do 400 nm.

Obrázek 2.1 Spektrogramy

Různé vlnové délky světla mají různé vlastnosti a čím delší je vlnová délka, tím je pronikavější. Čím delší je vlnová délka, tím větší je pronikavost světelné vlny. Jedná se o fyzikální princip aplikovaný optickou detekcí mlhy k dosažení čistého obrazu cílového objektu v zakouřeném nebo zamlženém prostředí.

2.2 Elektronické odmlžování

Elektronické odmlžování, také známé jako digitální odmlžování, je sekundární zpracování obrazu pomocí algoritmu, který zvýrazňuje určité vlastnosti objektu, které nás zajímají, a potlačuje ty, které nás nezajímají, což vede ke zlepšení kvality obrazu a vylepšeným obrazům.

3. Metody implementace

3.1 Optické odmlžování

3.1.1 Výběr pásma

Optické odmlžování se nejčastěji používá v blízkém infračerveném pásmu (NIR), aby se zajistilo pronikání při vyvažování zobrazovacího výkonu.

3.1.2 Výběr snímače

Vzhledem k tomu, že optické zamlžování využívá pásmo NIR, je třeba při výběru snímače kamery věnovat zvláštní pozornost citlivosti pásma NIR kamery.

3.1.3 Výběr filtru

Výběr správného filtru, který odpovídá charakteristikám citlivosti snímače.

3.2 Elektronické odmlžování

Algoritmus elektronického odmlžování (digitální odmlžování) je založen na fyzickém modelu tvorby mlhy, který určuje koncentraci mlhy podle stupně šedi v místní oblasti, čímž se obnovuje čistý obraz bez mlhy. Použití algoritmického zamlžování zachovává původní barvu obrazu a výrazně zlepšuje efekt zamlžování nad optickým zamlžováním.

4. Porovnání výkonu

Většina čoček používaných ve video monitorovacích kamerách jsou většinou čočky s krátkou ohniskovou vzdáleností, které se používají hlavně pro sledování velkých scén s širokými pozorovacími úhly. Jak je znázorněno na obrázku níže (převzato z přibližné ohniskové vzdálenosti 10,5 mm).

Obrázek 4.1 Široký pohled

Když však přiblížíme, abychom zaostřili na vzdálený objekt (přibližně 7 km od fotoaparátu), může být konečný výstup fotoaparátu často ovlivněn atmosférickou vlhkostí nebo drobnými částicemi, jako je prach. Jak je znázorněno na obrázku níže (převzato z přibližné ohniskové vzdálenosti 240 mm). Na obrázku můžeme vidět chrámy a pagody na vzdálených kopcích, ale kopce pod nimi vypadají jako plochý šedý blok. Celkový dojem z obrazu je velmi zamlžený, bez průhlednosti širokého pohledu.

Obrázek 4.2 Vypnutí odmlžování

Když zapneme režim elektronického odmlžování, vidíme mírné zlepšení v jasnosti a průhlednosti obrazu ve srovnání s obdobím před zapnutím režimu elektronického odmlžování. Jak je znázorněno na obrázku níže. I když jsou chrámy, pagody a kopce za nimi stále trochu zamlžené, alespoň kopec vpředu se cítí obnoven do svého normálního vzhledu, včetně stožárů vysokého napětí vepředu.

Obrázek 4.3 Elektronické odmlžování

Když zapneme režim optického zamlžování, styl obrazu se okamžitě dramaticky změní. Přestože se obraz mění z barevného na černobílý (protože NIR nemá žádnou barvu, v praktické inženýrské praxi můžeme využít pouze množství energie odražené NIR do obrazu), výrazně se zlepší jasnost a průsvitnost obrazu a dokonce i vegetace na vzdálených kopcích je zobrazen mnohem jasnějším a trojrozměrnějším způsobem.

Obrázek 4.4 Optické odmlžování

Porovnání výkonu extrémní scény.

Vzduch je po dešti tak plný vody, že přes něj není za normálních podmínek vidět na vzdálené předměty ani při zapnutém režimu elektronického odmlžování. Pouze při zapnutém optickém mlžení lze v dálce (cca 7 km od kamery) vidět chrámy a pagody.

Obrázek 4.5 E-zamlžení

Obrázek 4.6 Optické odmlžování