1. Abstrakt

Tento článok načrtáva technické princípy, metódy implementácie.

2. Technické princípy

2.1 Optické odhmlievanie

V prírode je viditeľné svetlo kombináciou rôznych vlnových dĺžok svetla v rozsahu od 780 do 400 nm.

Obrázok 2.1 Spektrogramy

Rôzne vlnové dĺžky svetla majú rôzne vlastnosti a čím je vlnová dĺžka dlhšia, tým je prenikavejšia. Čím väčšia je vlnová dĺžka, tým väčšia je penetračná sila svetelnej vlny. Toto je fyzikálny princíp aplikovaný optickou detekciou hmly na dosiahnutie jasného obrazu cieľového objektu v zadymenom alebo hmlistom prostredí.

2.2 Elektronické odhmlievanie

Elektronické odhmlievanie, tiež známe ako digitálne odhmlievanie, je sekundárne spracovanie obrazu pomocou algoritmu, ktorý zvýrazňuje určité vlastnosti objektu, ktoré nás zaujímajú, a potláča tie, ktoré nie sú zaujímavé, čo vedie k zlepšeniu kvality obrazu a vylepšeným obrazom.

3. Metódy implementácie

3.1 Optické odhmlievanie

3.1.1 Výber pásma

Optické odhmlievanie sa najčastejšie používa v blízkom infračervenom pásme (NIR), aby sa zabezpečila penetrácia a zároveň vyváženie zobrazovacieho výkonu.

3.1.2 Výber snímača

Keďže optické zahmlievanie využíva pásmo NIR, pri výbere snímača kamery je potrebné venovať osobitnú pozornosť citlivosti pásma NIR kamery.

3.1.3 Výber filtra

Výber správneho filtra, ktorý zodpovedá charakteristike citlivosti snímača.

3.2 Elektronické odhmlievanie

Algoritmus elektronického odhmlievania (digitálne odhmlievanie) je založený na fyzikálnom modeli tvorby hmly, ktorý určuje koncentráciu hmly podľa stupňa šedej v miestnej oblasti, čím sa obnovuje čistý obraz bez zákalu. Použitie algoritmického zahmlievania zachováva pôvodnú farbu obrazu a výrazne zlepšuje efekt zahmlievania navrchu optického zahmlievania.

4. Porovnanie výkonu

Väčšina šošoviek používaných vo video monitorovacích kamerách sú väčšinou šošovky s krátkou ohniskovou vzdialenosťou, ktoré sa používajú hlavne na monitorovanie veľkých scén so širokými pozorovacími uhlami. Ako je znázornené na obrázku nižšie (prevzaté z približnej ohniskovej vzdialenosti 10,5 mm).

Obrázok 4.1 Široký pohľad

Keď však priblížime, aby sme zaostrili na vzdialený objekt (približne 7 km od fotoaparátu), konečný výstup fotoaparátu môže byť často ovplyvnený atmosférickou vlhkosťou alebo drobnými časticami, ako je prach. Ako je znázornené na obrázku nižšie (prevzaté z približnej ohniskovej vzdialenosti 240 mm). Na obrázku môžeme vidieť chrámy a pagody na vzdialených kopcoch, no kopce pod nimi vyzerajú ako plochý šedý blok. Celkový dojem z obrazu je veľmi zahmlený, bez priehľadnosti širokého záberu.

Obrázok 4.2 Odhmlievanie VYP

Keď zapneme režim elektronického odhmlievania, vidíme mierne zlepšenie čistoty a priehľadnosti obrazu v porovnaní s obdobím pred zapnutím režimu elektronického odhmlievania. Ako je znázornené na obrázku nižšie. Hoci chrámy, pagody a kopce za nimi sú stále trochu zahmlené, prinajmenšom sa kopec vpredu cíti obnovený do svojho normálneho vzhľadu, vrátane stožiarov vysokého napätia, ktoré sú vpredu.

Obrázok 4.3 Elektronické odhmlievanie

Keď zapneme režim optického zahmlievania, štýl obrazu sa okamžite dramaticky zmení. Aj keď sa obraz mení z farebného na čiernobiely (keďže NIR nemá žiadnu farbu, v praktickej inžinierskej praxi môžeme použiť iba množstvo energie odrazenej NIR na obraz), výrazne sa zlepší čistota a priesvitnosť obrazu a dokonca aj vegetácia na vzdialených kopcoch je zobrazený oveľa jasnejšie a trojrozmernejšie.

Obrázok 4.4 Optické odhmlievanie

Porovnanie výkonu extrémnej scény.

Vzduch je po daždi taký plný vody, že cez neho nie je za normálnych podmienok vidieť na vzdialené predmety ani pri zapnutom režime elektronického odhmlievania. Iba pri zapnutom optickom zahmlievaní je možné vidieť chrámy a pagody v diaľke (asi 7 km od fotoaparátu).

Obrázok 4.5 E-odhmlievanie

Obrázok 4.6 Optické odhmlievanie