نویز در دوربین مداربسته | چگونه نویز را کاهش دهیم ؟

نویز در دوربین مداربسته چیست؟

آیا تابه حال در فضای باز در تاریکی عکس یا فیلم گرفته‌اید؟ احتمالا متوجه شده‌اید که نقطه‌های زیادی در تصویر وجود دارد. از نظر تکنیکی به این نقاط نویز گفته می‌شود. در واقع نویز در دوربین مداربسته همان تداخل ناخواسته در سیگنال می باشد. نویز ممکن است تصادفی، نویز سفید یا نویز منسجمی باشد که توسط الگوریتم‌های دستگاه تولید شده است. از سوی دیگر ممکن است در اثر کم بودن نور مکان یا تداخل با یک منبع برق در همان نزدیکی، گرما یا مشکلی در CCD(دستگاه  شارژ همراه) ایجاد شود. جهت کسب اطلاعات بیشتر می توانید مقاله ی تصویر برداری در نور کم را نیز مطالعه فرمایید.

انواع مختلف نویز دیجیتال 

برای درک نویز، ابتدا باید توضیح دهیم تصویر چگونه گرفته می‌شود. سنسور عکس که در CCD قرار دارد هر تصویر را پردازش می‌کند و آن را به DVR (ضبط کننده دیجیتال ویدیو) ارسال می‌کند. اگر دوربین در جایی کم نور قرار داشته باشد، سنسور چیزی را برداشت می‌کند که به آن کروما یا تغییرات رنگ و روشنایی و تغییرات درخشنگی گفته می‌شود.

نویز تصویر هنگامی ایجاد می‌شود که نور کافی برای روشن کردن منطقه وجود نداشته باشد. این مشکل هنگامی ایجاد می‌شود که نور منعکس شده از اجسام کافی نباشد و دوربین نتواند رنگ‌ها و کنتراست‌های مختلف را از هم تشخیص دهد.

یکی دیگر از انواع نویز، نویز نمک و فلفل است. زمانی که پیکسل‌ها نسبت به پیکسل‌های اطراف خود رنگ‌های مختلفی دارند، به آن نویز نمک و فلفل می گویند. این مسئله باعث می‌شود تصویر دارای نقاط سیاه و سفید باشد به همین خاطر نویز نمک و فلفل نامیده می‌شود. تصویر 2 را ببینید.

نویز گاوسی یا نویز تقویت شده در اثر تداخل تصادفی به وجود می‌آید و باعث می‌شود رنگ هر پیکسل تغییر کند. نام این نویز از تابع توزیع گاوسی یا تابع چگالی احتمالی گرفته شده است که معادل توزیع نرمال است. نویز گاوسی باعث تقویت هر پیکسل و خصوصا پیکسل‌های آبی می‌شود و در نتیجه تصویر از شکل اصلی خود خارج می‌شود.

دانه‌ی فیلم نوعی دیگر از نویز است. این نویز به سیگنال ویدیو وابسته است. این نویز دانه‌های معمولی است که روی ویدیوهایی که در نور کم گرفته شده‌اند دیده می‌شود. این نویز یک بافت یکسان به تصویر می‌دهد.

به طور کلی نویز به این خاطر ایجاد می‌شود که سنسور نمی‌تواند نور کافی دریافت کند. این مسئله موجب آمیختگی تصویر می‌شود که باعث ایجاد دانه‌هایی روی تصویر خواهد شد. نویز تصویر را مبهم می‌کند و آن را تار یا ناواضح می‌کند.

کاهش نویز دوربین مداربسته چیست؟

برخی از شرکت‌های تولید کننده دوربین مداربسته مجهز به تکنولوژی DNR یا به عبارت دیگر SSNRII (نسل دوم  کاهش نویز فوق العاده سامسونگ) یا XDNR( کاهش عالی دینامیک نویز توسط سونی) هستند. XDNR متعلق به شرکت سونی بهترین کاهش نویز در محیط های کم نور را دارد و تاری حرکت را حذف می‌کند. SSNRIIهای شرکت سامسنونگ نیز نسبت به DNRهای متعارف نویز بیشتری را حذف می‌کنند.

وقتی پای دوربین های مداربسته به میان بیاید، DNR برای داشتن تصاویر واضح‌تر ضروری است. سنسور تصویر روی CCD اثر دانه‌های روی تصویر را حذف می‌کند و متعاقبا تصاویر را بهبود می‌بخشد. ضروری است که هر شی یا هر حرکتی در صحنه تشخیص داده شود. این مسئله به داشتن DNR(کاهش نویز) در دوربین‌های مداربسته پارکینگ‌ها کمک می‌کند و در استفاده پزشکی قانونی نیز مفید خواهد بود.

کاهش نویز دیجیتال(DNR) در دوربین‌های مداربسته

خرید دوربین مداربسته ایرانی

هرچقدر هم که دوربین‌های CCTV شما عالی باشند و در نور کم نیز کار کنند باز هم هنگام فیلم‌برداری در تاریکی مقداری نویز وجود دارد. نویز یک بخش اجتناب ناپذیر برای هر ارتباط الکترونیکی اعم از ارتباط صوتی و تصویری است. در واقع نویز یک اختلال استاتیک در سیگنال ویدیویی است که به صورت نقاط سیاه و سفید در تصویر به نمایش درمی‌آید و دانه‌هایی در ظاهر تصویر ایجاد می‌کند. نور کم و ناکافی باعث می‌شود دوربین نتواند به خوبی رنگ‌ها و کنتراست را تشخیص دهید و در نتیجه به جای اینکه تصویر واضح‌تر باشد پیکسل‌ها در هم می‌آمیزند. اگر درخشندگی کم باعث شود نور تصویر به سطح نویز طبیعی موجود در سنسور نزدیک شود و تشخیص تصویر برای سنسور سخت شود نیز نویز رخ می‌دهد.

نویز در رزولوشن‌های بالاتر نیز شایع‌تر است (یا حداقل بیشتر مشاهده می‌شود)، دلیل این امر این است که اندازه سنسور نیازمند نور بیشتری است و تصاویر بزرگتر نویز را واضح‌تر نشان می‌دهند. برای مقابله با این مشکل، دوربین‌های امنیتی به انواع مختلفی از کاهش‌های نویز یا DNR مجهز شده‌اند. دو نوع DNR وجود دارد- دو بعدی و سه بعدی.

کاهش نویز دو بعدی و کاهش نویز موقتی

اولین روش کاهش نویز در یک تصویر کاهش نویز دو بعدی است که شکلی از کاهش نویز موقتی است. کاهش نویز موقتی به این صورت است که هر فریم پیکسل را به عنوان بخشی از یک دنباله تحلیل می‌کند و هر فریم پیکسل را به عنوان بخشی از دنباله کلی با سایر پیکسل‌ها مقایسه می‌کند و به دنبال اشیا یا پیکسل‌هایی است که فریم به فریم به نظر نمی‌رسند. به این ترتیب می‌تواند پیکسل‌هایی که نشان دهنده نویز هستند را انتخاب کند و نویز آن‌ها را برطرف کند.

کاهش نویز موقتی دو بعدی یک روش موثر کاهش نویز برای اهداف بنیادی است. اما برای استفاده در موارد نظارتی نقطه ضعف‌هایی دارد. اول آنکه بهترین عملکرد آن در تصاویری با وضوح پایین است. هنگامی که وضوح تصویر بیش از 4 تا 8 مگاپیکسل شود دیگر این روش به خوبی کاهش نویز سه بعدی عمل نمی‌کند. و اگر حرکتی در محیط باشد که تصحیح شود (که در موارد نظارتی وجود دارد)، کاهش نویز موقتی می‌تواند باعث تار شدن حرکت شود و وضوح و کیفیت ویدیو را پایین بیاورد و نظارت را دشوار کند. در اینجاست که کاهش نویز سه بعدی به میان می‌آید

کاهش نویز سه بعدی و کاهش نویز فضایی

کاهش نویز سه بعدی متفاوت از روش دو بعدی عمل می‌کند و بر خلاف روش کاهش نویز موقتی بر کاهش نویز فضایی متکی است. کاهش نویز فضایی به جای اینکه پیکسل‌های ویدیو را فریم به فریم تحلیل کند و عملکرد آن‌ها را به عنوان بخشی از جدول زمانی خطی ویدیو بررسی کند، از یک الگوریتم برای مقایسه پیکسل‌ها در هر فریم استفاده می‌کند و بعد هر یک از این فریم‌ها را با یکدیگر مقایسه می‌کند که تشخیص دهد کدام پیکسل‌ها حرکت یا تغییری داشته‌اند. این روش باعث می‌شود الگوریتم بتواند پیکسل‌های دارای نویز را تشخیص دهد و ایزوله کند و آن‌ها را از تصویر حذف کند.

کاهش نویز سه بعدی برای حذف دانه‌های نویز ظاهر شده در ویدیوهای کم نور و ویدیوهایی با حرکات زیاد مفیدتر است زیرا روش مقایسه فریم به فریم باعث می‌شود حرکت را دقیق‌تر تشخیص دهد. در نتیجه، در تصاویر حرکات تار ایجاد نمی‌کند و با حرکت اجسام یک خط تار از مسیر حرکت در پشت آن‌ها باقی نمی‌ماند. علاوه بر این، برای ویدیوهایی با وضوح بالاتر که نیازمند قدرت بیشتر و توانایی بیشتری برای تصویربرداری واضح هستند نیز بهتر است.

ترکیب روش دو بعدی و سه بعدی برای داشتن بهترین ویدیو

برخی از دوربین‌های قدرتمند امروزه روش دو بعدی و سه بعدی را باهم ترکیب کرده‌اند و به یک الگوریتم پویا رسیده‌اند که می‌تواند تصاویری فوق العاده واضح با کمترین مقدار ممکن نویز ایجاد کند. کاهش نویز سه بعدی (3D-DNR) برای مکان‌هایی که دارای حرکت هستند بهتر است، همچنین برای کاهش نویز بدون ایجاد تصاویر حرکتی تار (موشن بلور) نیز موثرتر هستند. کاهش نویز دو بعدی برای حذف نویز از قسمت‌های استاتیک و ثابت تصویر مفید است. این دو روش در کنار یکدیگر تصاویری واضح و تصاویر کم نور اما در عین حال پویا ایجاد می‌کنند که نظارت موثر را به عنوان بخشی از سیستم دوربین مداربسته فراهم می‌کند.

[cl-review quote=”تیم مجله آریاهوشمند از شما بابت توجهتون به این مقاله تشکر می کند !
اگر سوالی دارید می توانید از ما بپرسید !!” author=”Ariahoshmand Team” occupation=”” layout=”centered” bg_color=”#7ca8ff”]

خرید دوربین مداربسته ایرانی