info@pars-e.com +98-21-89395 شرکت پارس ارتباط افزار

تکنولوژی کاهش نویز (Noise Reduction)

تکنولوژی کاهش نویز

تکنولوژی کاهش نویز (Noise Reduction)

دلایل و اثرات نویز تصویر

داده های تصویر ویدئویی که بوسیله یک سنسور تصویری یا مدار الکتریکی اسکنر یک دوربین دیجیتال تولید شده است حاوی سیگنال و اطلاعات نویز می باشد. نویز همواره در یک تصویر وجود دارد، مخصوصاً وقتی تصاویر در شرایط محیطی کمنور گرفته شده باشند. به منظور مقایسه سطح سیگنال با سطح نویز پس زمینه تصویر، از شاخص نسبت سیگنال به نویز استفاده می شود. هرچه میزان این نسبت بالاتر باشد به معنای بالاتربودن کیفیت تصویر است. وجود نویز علاوه بر این که یک عامل مهم تأثیرگذار در کیفیت تصویر است، باعث اختلال در فرآیند کدگذاری نیز می شود. نویز بطور چشمگیری اندازه دیتا برای انتقال و ذخیره سازی را افزایش می دهد و منجر به هدررفتن پهنای باند و فضای ذخیره سازی می گردد. بنابراین، کاهش نویز از تصویر، یک عملکرد بسیار مهم در تکنولوژی پردازش تصویر تلقی می شود.


تئوری و طبقه بندی تکنولوژی های کاهش نویز

تکنولوژی کاهش نویز که در محصولات نظارت تصویری با تشخیص تمایز بین نویز و جزئیات تصویر، بکاربرده می شود، موجب کاهش نویز از طریق فیلترگذاری خطی و غیر خطی از تصویر می شود. تکنولوژی های کاهش نویز را بر اساس محتویات سیگنال و نویز دیتای ویدئویی با توجه به آنالیز تخمین نویز و ملزومات کاهش نویز، می توان بدین صورت تقسیم بندی کرد: فیلترهای Spatial، Temporal، Motion Adaptive ، Motion Compensation و ... . همه این تکنولوژی ها در اغلب محصولات نظارت تصویری موجود در بازار پیاده سازی شده است.


مقایسه ای بر تکنولوژی های کاهش نویز

تکنولوژی فیلتر کاهش نویز با توجه به پیچیدگی و تأثیرات الگوریتم های مختلف کاملاً عملکرد متفاوتی دارد. بطور کلی، فیلترهای Spatial و Temporal از دسته الگوریتم‎های با پیچیدگی پایین هستند. فیلتر Spatial نویز تصویر را کاهش میدهد اما جزئیات عکس را از بین می‎برد و منجر به ایجاد لبه های تار در عکس می شود. درحالیکه فیلتر Temporal باعث ایجاد تصویر سایهدار بر روی اشیاء در حال حرکت میشود. بنابراین، این دو نوع از تکنولوژی های فیلترگذاری معمولا در محصولات ساده و غیر پیچیده استفاده می شوند.




تصویر با فیلتر Spatial، تصویر با فیلتر Temporal، تصویر با فیلتر Motion Adaptive

شکل 1- از چپ به راست: تصویر اصلی، تصویر با فیلتر Spatial، تصویر با فیلتر Temporal، تصویر با فیلتر Motion Adaptive


فیلتر Motion Adaptive، از طریق مقایسه دو فریم متوالی و شناسایی ناحیه در حرکت و ناحیه ثابت، عکس را آنالیز می کند. فیلتر Motion Adaptive بر اساس تفاوت بین وضعیت قبل و بعد تصویر با توجه به وضعیت حرکت یا ثبات عمل می کند. فیلتر Temporal در بخش های ثابت تصویر و فیلتر Spatial در بخشهای دارای حرکت تصویر، عملکرد بهتری دارد. در فرآیند کاهش نویز با استفاده از هر کدام از این دو نوع فیلتر در بخش های مربوطه می توان به حفظ جزئیات در بخشهای ثابت تصویر و ایجاد سایه کمتر بر روی اشیاء متحرک در تصویر نائل آمد.


تصویر با فیلتر Spatial، تصویر با فیلتر Temporal، تصویر با فیلتر Motion Adaptive

شکل 2- جزئیات تصویر زوم شده تصاویر در جهت ساعتگرد: تصویر اصلی، تصویر با فیلتر Spatial، تصویر با فیلتر Temporal، تصویر با فیلتر Motion Adaptive



فیلتر Motion Compensation یک نسخه پیشرفته تر از فیلتر Motion Adaptive است و تکنولوژی های فیلتر Spatial و Temporal را در هم می آمیزد و یک محاسبه تطابقی یا تخمینی در مورد مکان بعدی شیء متحرک انجام می دهد تا بدون تأثیر بر جزئیات تصویر، فرآیند کاهش نویز را انجام دهد.



فیلتر Motion Compensation

شکل 3- نظریه فیلتر Motion Compensation

بطور معمول، یک روش برای پیکربندی کدگذاری ROI تنظیم دستی با استفاده از رابط کاربری است. این رابط کاربری باتوجه به توان انسان چندان ساده و راحت نیست و ممکن است پیکربندی را برای کاربر سخت کند. یک روش پیشرفته دیگر انجام کدگذاری ROI بوسیله آنالیز هوشمند یک شیء در صحنه است. مثلا یک رویداد غیر عادی می تواند باعث شفاف تر دیده شدن یک ناحیه خاص نسبت به کدگذاری ROI شود. بااین حال، علیرغم انعطاف روش دوم، این روش نیازمند عملکرد و ظرفیت بالاتر دستگاه فشرده سازی است. تصویر ROI تشخیص چهره را بعنوان مثال در نظر می گیریم. شکل زیر، تاثیر کدگذاری ROI بر اساس تشخیص چهره را نشان می دهد. پیکربندی دستی ROI کماکان کار میکند و از طریق آنالیز هوشمند، ناحیه مربوط به چهره انسان بعنوان ROI تنظیم میشود.


نتیجه گیری

محصولات هایکویژن با ادغام الگوریتم های تخمین دقیق شدت نویز، عموماً از تکنولوژی های فیلتر Motion Adaptive و Motion Compensation استفاده می کنند. تصاویر دوربینهای هایکویژن، جزئیات متمایز ایده آل با توجه به روشنایی محیط ارائه میدهند و نویز را برای تولید تصویر باکیفیت در نور کم فشرده می سازد. ادغام کامل تکنولوژی های کاهش نویز و تکنولوژی کدگذاری H.264 پیشرفته، بهبود عملکرد کاهش فضای ذخیره سازی فشرده دیتا و پهنای باند انتقال شبکه را امکانپذیر میسازد.
عملکرد دوربین های هایکویژن بر اساس فیلتر Motion Adaptive و Motion Compensation می باشد. بکارگیری الگوریتمهای فیلترگذاری موجود در یک محیط با شرایط روشنایی ایده آل، منجر به کاهش نویز و وضوح تصویر با جزئیات شفاف خواهد شد. بکارگیری تکنولوژی کاهش نویز در محیطی با نور کم از ایجاد نویز جلوگیری نموده و تصاویر با جزئیات شفاف تر و کیفیت بالاتر ارائه میدهد. علاوه بر این، با ادغام کامل تکنولوژی کاهش نویز و تکنولوژی کدگذاری H.264، بهبود قابل توجهی در حوزه انتقال دیتا و ذخیرهسازی تصاویر ویدئویی فشرده حاصل می شود. در نتیجه، کاربر به منابع کمتری برای داشتن کیفیت بهتر و تصویر ویدئویی واضحتر نیاز دارد.

hikvision
tplink
hilook
mikrotik
neffo
qnap
mercusys
seagate
asrockr

تمامی کالاها و خدمات این فروشگاه، حسب مورد دارای مجوزهای لازم از مراجع مربوطه می باشند و فعالیتهای این سایت تابع قوانین و مقررات جمهوری اسلامی ایران است.
دارنده پروانه عرضه ارایه خدمات ورود،خرید و فروش تجهیزات رادیویی از سازمان تنظیم مقررات و ارتباطات رادیویی
©2018,کلیه حقوق این سایت متعلق به شرکت پارس ارتباط می باشد.

رفتن به بالا