1. 초록

이 문서에서는 기술 원칙, 구현 방법을 간략하게 설명합니다.

2. 기술원리

2.1 광학 김서림 제거

자연에서 가시광선은 780~400nm 범위의 다양한 파장의 빛의 조합입니다.

그림 2.1 스펙트로그램

빛은 파장에 따라 성질이 다르며, 파장이 길수록 투과력이 강해집니다. 파장이 길수록 광파의 투과력이 커집니다. 이는 연기나 안개가 자욱한 환경에서 대상 물체의 선명한 이미지를 얻기 위해 광학 안개 감지에 적용되는 물리적 원리입니다.

2.2 전자 김서림 제거

디지털 안개 제거라고도 알려진 전자 안개 제거는 이미지에서 관심 있는 특정 개체 특징을 강조하고 관심 없는 특징을 억제하여 이미지 품질을 개선하고 이미지를 향상시키는 알고리즘을 통해 이미지를 2차 처리하는 것입니다.

3. 구현 방법

3.1 광학 김서림 제거

3.1.1 밴드 선택

광학 김서림 제거는 이미징 성능의 균형을 유지하면서 침투를 보장하기 위해 근적외선 대역(NIR)에서 가장 일반적으로 사용됩니다.

3.1.2 센서 선택

광학 포깅은 NIR 대역을 활용하므로 카메라 센서 선택 시 카메라 NIR 대역의 감도에 특별한 주의를 기울여야 합니다.

3.1.3 필터 선택

센서의 감도 특성에 맞는 올바른 필터를 선택합니다.

3.2 전자 김서림 제거

전자식 안개 제거(Digital Defogging) 알고리즘은 물리적인 안개 형성 모델을 기반으로 하며, 국부적인 영역의 회색 정도에 따라 안개의 농도를 판단하여 선명하고 안개가 없는 영상을 복원합니다. 알고리즘 포깅을 사용하면 이미지의 원래 색상을 보존하고 광학 포깅에 더해 포깅 효과가 크게 향상됩니다.

4. 성능 비교

비디오 감시 카메라에 사용되는 대부분의 렌즈는 대부분 단초점 렌즈로 넓은 시야각으로 대규모 장면을 모니터링하는 데 주로 사용됩니다. 아래 그림과 같습니다(대략적인 초점 거리 10.5mm에서 촬영).

그림 4.1 와이드 뷰

그러나 멀리 있는 물체(카메라에서 약 7km 떨어진 곳)에 초점을 맞추기 위해 확대하면 카메라의 최종 출력이 대기 중 수분이나 먼지와 같은 작은 입자의 영향을 받는 경우가 많습니다. 아래 그림과 같습니다(대략적인 초점 거리 240mm에서 촬영). 이미지에서 우리는 먼 언덕에 있는 사원과 탑을 볼 수 있지만 그 아래의 언덕은 평평한 회색 블록처럼 보입니다. 넓은 시야의 투명함이 없이 이미지의 전체적인 느낌이 매우 흐릿합니다.

그림 4.2 안개 제거 끄기

전자 안개 제거 모드를 켜면 전자 안개 제거 모드를 켜기 전과 비교하여 이미지 선명도와 투명도가 약간 향상됩니다. 아래 그림과 같습니다. 뒤에 있는 사찰, 탑, 언덕은 여전히 ​​약간 흐릿하지만, 적어도 앞쪽의 언덕은 더 멀리 있는 고압 송전탑을 포함하여 정상적인 모습으로 복원된 느낌입니다.

그림 4.3 전자 안개 제거

광학 포깅 모드를 켜면 이미지 스타일이 즉시 극적으로 변합니다. 이미지가 컬러에서 흑백으로 변경되지만(NIR에는 색상이 없으므로 실제 엔지니어링 실습에서는 NIR에서 이미지에 반사되는 에너지의 양만 사용할 수 있음) 이미지의 선명도와 반투명도가 크게 향상되며 심지어 식물도 마찬가지입니다. 먼 언덕에서는 훨씬 더 명확하고 3차원적인 방식으로 표시됩니다.

그림 4.4 광학 디포그

극한 장면 성능 비교.

비가 내린 후 공기는 물로 가득 차 있어 전자 김서림 제거 모드가 켜져 있어도 일반적인 조건에서는 물을 통해 멀리 있는 물체를 볼 수 없습니다. 광학 안개가 켜져 있어야만 멀리 있는 사찰과 탑을 볼 수 있습니다(카메라에서 약 7km 떨어진 곳).

그림 4.5 E-defog

그림 4.6 광학 디포그