1. Анотація

У цій статті викладено технічні принципи, методи реалізації.

2. Технічні принципи

2.1 Оптичне усунення запотівання

У природі видиме світло — це комбінація різних довжин хвиль світла в діапазоні від 780 до 400 нм.

Рисунок 2.1 Спектрограми

Різні довжини хвилі світла мають різні властивості, і чим довша довжина хвилі, тим вона проникаюча. Чим більша довжина хвилі, тим більша проникаюча здатність світлової хвилі. Це фізичний принцип, який використовується оптичним виявленням туману для отримання чіткого зображення цільового об’єкта в задимленому або туманному середовищі.

2.2 Електронне антизапотівання

Електронне усунення запотівання, також відоме як цифрове усунення запотівання, — це вторинна обробка зображення за допомогою алгоритму, який виділяє певні цікаві характеристики об’єкта на зображенні та пригнічує ті, що не представляють інтересу, що призводить до покращення якості зображення та покращення зображень.

3. Методи реалізації

3.1 Оптичне усунення запотівання

3.1.1 Вибір діапазону

Оптичне запобігання запотіванню найчастіше використовується в ближньому інфрачервоному діапазоні (NIR), щоб забезпечити проникнення та збалансувати якість зображення.

3.1.2 Вибір датчика

Оскільки для оптичного запотівання використовується смуга NIR, особливу увагу потрібно приділяти чутливості смуги NIR камери під час вибору датчика камери.

3.1.3 Вибір фільтра

Вибір правильного фільтра відповідно до характеристик чутливості датчика.

3.2 Електронне антизапотівання

Алгоритм електронного усунення туману (цифрового усунення туману) базується на фізичній моделі утворення туману, яка визначає концентрацію туману за ступенем сірого в місцевості, таким чином відновлюючи чітке зображення без серпанку. Використання алгоритмічного запотівання зберігає оригінальний колір зображення та значно покращує ефект запотівання на додаток до оптичного запотівання.

4. Порівняння продуктивності

Більшість об’єктивів, що використовуються в камерах відеоспостереження, — це переважно об’єктиви з короткою фокусною відстанню, які в основному використовуються для моніторингу великих сцен із широкими кутами огляду. Як показано на малюнку нижче (взято з приблизної фокусної відстані 10,5 мм).

Малюнок 4.1 Широкий огляд

Однак, коли ми збільшуємо масштаб, щоб сфокусуватися на віддаленому об’єкті (приблизно 7 км від камери), на кінцевий результат камери часто може впливати атмосферна вологість або дрібні частинки, як-от пил. Як показано на малюнку нижче (взято з приблизної фокусної відстані 240 мм). На зображенні ми бачимо храми та пагоди на віддалених пагорбах, але пагорби під ними виглядають як плоска сіра брила. Загальне відчуття від зображення дуже туманне, без прозорості широкого огляду.

Малюнок 4.2 Defog OFF

Коли ми вмикаємо режим електронного протизапотівання, ми бачимо невелике покращення чіткості та прозорості зображення порівняно з тим, що було до ввімкнення режиму електронного протизапотівання. Як показано на малюнку нижче. Хоча храми, пагоди та пагорби позаду все ще трохи туманні, принаймні пагорб попереду здається відновленим до свого нормального вигляду, включно з високовольтними опорами електропередач попереду.

Малюнок 4.3 Електронний антитуман

Коли ми включаємо режим оптичного запотівання, стиль зображення відразу кардинально змінюється. Хоча зображення змінюється з кольорового на чорно-біле (оскільки NIR не має кольору, у практичній інженерній практиці ми можемо використовувати для зображення лише кількість енергії, відображену NIR), чіткість і прозорість зображення значно покращуються, і навіть рослинність на далеких пагорбах показано набагато чіткіше й тривимірніше.

Малюнок 4.4 Оптичний антитуман

Порівняння продуктивності екстремальних сцен.

Після дощу повітря настільки насичене водою, що за звичайних умов неможливо побачити крізь нього віддалені предмети, навіть якщо ввімкнено електронний режим протизапотівання. Лише при включеному оптичному запотіванні можна побачити храми та пагоди на відстані (близько 7 км від камери).

Рисунок 4.5 E-defog

Малюнок 4.6 Оптичний антитуман