Código fuente del algoritmo de supresión de luz fuerte
Antes del aumento de la penetración de la niebla digital, para aplicaciones en defensa fronteriza, defensa costera, monitoreo de bosques a gran altitud, observación urbana a gran altitud, etc., la única forma de mejorar la claridad de la imagen es para absorber los rayos infrarrojos a través de lentes ópticas para resolver estos problemas que son propensos a ocurrir en situaciones de vapor de agua, niebla y neblina. Las lentes ópticas transmisoras de niebla son caras, tienen un costo total elevado y es posible que el efecto no satisfaga las necesidades de uso.
Las imágenes de alta definición también deben eliminarse capa por capa.
Antes del aumento de la penetración de la niebla digital, para aplicaciones en defensa fronteriza, defensa costera, monitoreo de bosques a gran altitud, observación urbana a gran altitud, etc., la única forma de mejorar la claridad de la imagen es para absorber los rayos infrarrojos a través de lentes ópticas para resolver estos problemas que son propensos a ocurrir en situaciones de vapor de agua, niebla y neblina. Las lentes ópticas transmisoras de niebla son caras, tienen un costo total elevado y es posible que el efecto no satisfaga las necesidades de uso.
Como vanguardia de la industria de la seguridad, la cuestión principal en la videovigilancia es romper el cuello de botella de la "visibilidad" y alcanzar el estado de "claridad". Ante el espinoso problema del smog, el personal de seguridad ha estado trabajando duro y explorando. En la actualidad, existen dos formas principales de resolver el problema de las aplicaciones de penetración de niebla en entornos con neblina. Uno es mejorar la claridad y la saturación del color de la imagen mediante algoritmos; el otro es lograr la penetración de la neblina mediante la penetración de la niebla óptica. Los principios de los dos métodos son diferentes. La esencia del primero es el procesamiento secundario de imágenes, que es un algoritmo de corrección. Este último utiliza medios físicos y principios de imágenes ópticas para mejorar la claridad de la imagen.
Debido a la diferencia esencial entre los dos, en la prueba, aunque ambas son tecnologías de penetración de niebla para cámaras de vigilancia de seguridad, el enfoque de la prueba sigue siendo diferente.
En el caso de las cámaras que utilizan tecnología digital de penetración de niebla, la detección se realiza principalmente simulando escenas de neblina, incluso si la imagen está borrosa. Luego, al activar o desactivar la función de empañamiento, observe el rendimiento de la cámara para ver si hay un efecto de empañamiento. El segundo es simular el ambiente de neblina para las pruebas, de modo que no se permita que todas las condiciones creen un ambiente de neblina y vapor de agua, y luego observar el desempeño del efecto de penetración de niebla. Debido a que la tecnología de penetración de niebla digital es uno de los algoritmos inteligentes, es necesario observar si la cámara continúa "desempañando" después de activar la función de "penetración de niebla" en condiciones sin niebla para probar su efecto inteligente. Para las cámaras ópticas de penetración de niebla, las pruebas de simulación se realizan principalmente simulando entornos de niebla, vapor de agua y smog para observar las capacidades de recepción de infrarrojos de la cámara y el efecto de desempañamiento del procesamiento de imágenes para ver si logra un buen rendimiento de penetración de niebla. La penetración de niebla óptica es una tecnología de penetración de niebla física, por lo que el método de desenfoque de imagen no se utiliza para la detección.
Para la tecnología de desempañado óptico, también es necesario comprobar si admite aplicaciones de desempañado de color. Por supuesto, además de la función de penetración de niebla, esta vez también se probarán la calidad de imagen de la cámara, el control de red y otras funciones para brindar a los lectores una visualización completa del rendimiento del dispositivo.
Metodología de la tecnología de penetración de giroscopios de fibra óptica
En cuanto a las cámaras antiniebla, A;s ha realizado muchas pruebas y ha sido testigo del desarrollo de las cámaras de penetración antiniebla a través de contacto y evaluación constantes. En el nivel actual de desarrollo de la industria, existen tres tecnologías de penetración de niebla:
Procesamiento de niebla por algoritmo de imagen
La lente está ópticamente empañada
El filtro es; óptico A través de la niebla.
En cuanto a la tecnología algorítmica de penetración de niebla, apareció por primera vez en productos de marcas internacionales, como las cámaras mega-HD de Samsung. Después de que Hikvision lanzara su cámara inteligente de 13.000 estrellas en 2012, han surgido cámaras que admiten la tecnología algorítmica de penetración de niebla y los efectos de penetración de niebla algorítmica son cada vez mejores.
Sin embargo, la tecnología de penetración de niebla digital tiene grandes limitaciones.
Debido a que el empañamiento digital (también llamado función de desempañado y desempañado por calentamiento del equipo son dos conceptos diferentes en aplicaciones de ingeniería reales) se procesa de manera inteligente mediante algoritmos. Cuando la imagen aparece borrosa, se pueden usar la claridad, el contraste de la imagen y el croma y otros métodos para ajustar. la imagen borrosa a un efecto de visualización más adecuado. La ventaja del desempañado digital es que conserva los detalles de color de la imagen y mejora la visibilidad, pero en realidad no mejora la claridad de la imagen. Este es también el modo de aplicación más popular y de menor costo para la penetración de niebla. En la actualidad, casi todos los productos de monitoreo de gama media a alta desarrollados por los principales fabricantes de equipos de monitoreo admiten funciones de procesamiento digital de penetración de niebla.
Los algoritmos de penetración de niebla conocidos se pueden dividir aproximadamente en dos categorías: uno es un método de mejora de imagen sin modelo, que puede mejorar el contraste de la imagen para cumplir con los requisitos de la visión subjetiva y lograr claridad; se basa en El método de restauración de imágenes del modelo examina las causas de la degradación de la imagen, modela el proceso de degradación y utiliza el procesamiento inverso para finalmente resolver el problema de restauración de la imagen.
Para obtener mejores efectos de procesamiento, los fabricantes de cámaras agregarán chips de procesamiento de imágenes especializados que pueden detectar automáticamente la densidad de las imágenes, retener los detalles de las señales de la imagen al máximo y lograr una mejora del color y del contraste. y mejora de bordes, mejora de contraste, mejora de brillo y segmentación de densidad, eliminación de desenfoque y otras operaciones, mejorando así significativamente la calidad de la cámara en diferentes escenas y logrando el propósito de penetración de niebla. Dependiendo de las capacidades del fabricante y la elección de RD, elegirán diferentes chips como DSP o FPGA para el procesamiento correspondiente.
El chip leerá la información de la transmisión de video en tiempo real y comparará los parámetros para determinar si es necesario activar el modo de penetración de niebla, es decir, puede detectar automáticamente la niebla e incluso juzgar la intensidad. de la niebla configurando el modo preestablecido y elija ingresar al modo de penetración correspondiente. Sin embargo, a juzgar por los efectos de la aplicación actual, no hay muchas cámaras que puedan determinar automáticamente si hay "niebla" y la densidad de la imagen. La mayoría de ellas todavía dependen de la apertura y cierre manual.
La tecnología de penetración de niebla digital ya no se limita a las cámaras porque utiliza tecnología de procesamiento de algoritmos. Ahora se ha extendido al back-end, como pantallas/monitores que transmiten niebla, DVR que transmiten niebla, NVR que transmiten niebla, etc. , lo que hace que las aplicaciones de nebulización estén más extendidas y también satisface las aplicaciones de actualización de back-end donde la línea actual de productos de nebulización está incompleta o el equipo original no admite la tecnología de nebulización.
Hablemos primero de la penetración de la niebla ligera. La transmisión de niebla de luz se logra utilizando el principio de que diferentes bandas de luz de longitud de onda tienen diferentes características. La luz natural se compone de ondas de luz de diferentes longitudes de onda. Las longitudes de onda de larga a corta son roja, naranja, amarilla, verde, azul y violeta. Las que tienen longitudes de onda inferiores a 390 nm se denominan rayos ultravioleta y las que tienen longitudes de onda superiores a 780 nm. rayos infrarrojos. El infrarrojo tiene una longitud de onda más larga y se ve menos afectado por los aerosoles cuando se propaga. Puede penetrar una cierta concentración de niebla y polvo y lograr un enfoque preciso, que es la base de la penetración de la niebla óptica.
El método de la lente consiste en aumentar la capacidad de detección de infrarrojos en la lente para que se puedan transmitir más rayos infrarrojos al sensor. Esta tecnología es un modo de transmisión de niebla "encendido" independientemente del tiempo y la ocasión, ya sea en modo de color o en modo nocturno, puede obtener una luz más efectiva que una lente que no transmite niebla, ayudando así a la cámara a lograr una mejor claridad. Por supuesto, la lente antiniebla también necesita resolver un problema: la luz visible y la luz infrarroja invisible pueden enfocarse con precisión en el mismo punto en cualquier entorno de iluminación. Sólo así la imagen puede ser de alta definición, de lo contrario se producirá un enfoque virtual, lo que también es una dificultad técnica necesaria para las lentes que penetran la niebla.
Debido a que el costo del uso de lentes como método de transmisión de niebla luminosa es alto y difícil de promover en muchas situaciones, muchos fabricantes de equipos de monitoreo han estado buscando nuevas soluciones. En la segunda mitad de 2013, Shiyu Technology tomó la iniciativa para superar este cuello de botella técnico y utilizar filtros ópticos para realizar la aplicación de penetración de niebla ligera, que es una solución de seguridad innovadora. El principio de su implementación es que cuando la cámara cambia al modo de transmisión óptica de niebla, la cámara cambiará automáticamente al filtro de transmisión de niebla, lo que le permitirá filtrar y absorber rayos infrarrojos, mejorando así en gran medida la claridad. Esta tecnología óptica de transmisión de niebla tiene requisitos mucho menores para la lente y se puede aplicar siempre que cumpla con los requisitos del monitoreo normal de la cámara. Por supuesto, es esencial que la lente admita la función de corrección de infrarrojos, y casi todas las lentes de alta definición actuales admiten de manera uniforme la función de corrección de infrarrojos, por lo que se puede decir que las cámaras ópticas de transmisión de niebla con filtros pueden básicamente eliminar la dependencia especial. en la lente.
La tecnología de penetración de niebla se ha vuelto a actualizar.
Después de varios años de desarrollo, la tecnología de penetración de niebla se ha optimizado y mejorado continuamente con el desarrollo de la tecnología de monitoreo. El primero es la optimización de la tecnología de penetración de niebla digital; el segundo es la innovación de las soluciones de transmisión de giroscopios de fibra óptica. Presentemos uno; tomemos como ejemplo los dos productos probados por S Security Automation en julio, que representan la transmisión de niebla digital y la transmisión de niebla óptica actuales, respectivamente.
El efecto de penetración de la niebla digital se optimiza significativamente.
La cámara de penetración de niebla infrarroja dinámica ultra ancha de 3 millones de píxeles de la serie Dahua DH-IPC-HFW8331D-Z adopta el modo de penetración de niebla digital. Dahua ha mantenido sus propias características desde la introducción de la tecnología de desempañamiento digital en las cámaras. El producto admite métodos de ajuste automático y manual para abordar el desenfoque de la imagen. En el modo manual, la intensidad de la penetración de la niebla y el modo atmosférico se pueden ajustar por separado para mejorar el efecto de "eliminación de la niebla".
La cámara de penetración de niebla infrarroja dinámica ultra ancha de 3 millones de píxeles de la serie Dahua DH-IPC-HFW8331D-Z adopta el modo de penetración de niebla digital. Dahua ha mantenido sus propias características desde la introducción de la tecnología de desempañamiento digital en las cámaras. El producto admite métodos de ajuste automático y manual para abordar el desenfoque de la imagen. En el modo manual, la intensidad de la penetración de la niebla y el modo atmosférico se pueden ajustar por separado para mejorar el efecto "desempañado".
La cámara de penetración de niebla infrarroja dinámica ultra ancha de 3 millones de píxeles de la serie Dahua DH-IPC-HFW8331D-Z adopta el modo de penetración de niebla digital. Dahua ha mantenido sus propias características desde la introducción de la tecnología de desempañamiento digital en las cámaras. El producto admite métodos de ajuste automático y manual para abordar el desenfoque de la imagen. En el modo manual, la intensidad de la penetración de la niebla y el modo atmosférico se pueden ajustar por separado para mejorar el efecto "desempañado".
A juzgar por los resultados reales de la medición, la máquina puede manejar el efecto de penetración de niebla en modo automático, lo que es consistente con el mejor efecto en modo manual. El algoritmo de procesamiento automático es más confiable e inteligente. Sin embargo, esto no es lo más destacado de esta máquina. Su ventaja es que aunque se trata de un proceso de transmisión de niebla digital, el efecto de desempañamiento es evidente. Si bien se mantiene la imagen en color sin cambios, el efecto de eliminación de neblina es mejor que antes. Después del procesamiento, la presencia de "niebla" en la imagen borrosa es muy baja y se reemplaza por una imagen refrescante y transparente. Esto también muestra que esta máquina no es solo una simple mejora de imagen, sino también una mejora inteligente del algoritmo de penetración de niebla.
Avance en la tecnología de penetración de niebla ligera
En el pasado, entre las marcas nacionales, Shiyu era la única marca que ofrecía soluciones de tecnología de penetración de niebla óptica sin lentes. Hikvision solía ser un producto digital de penetración de niebla. La cámara de red con pistola de penetración de niebla profesional dinámica ultra gran angular Hikvision DS-2CD4026FWD/D con nivel de luz estelar de 2 millones de niveles probada esta vez es el debut de la cámara de vigilancia óptica de penetración de niebla de Hikvision. Esta máquina utiliza un filtro para absorber la luz infrarroja y obtener una imagen más clara.
El dispositivo admite modos de nebulización duales, es decir, nebulización digital y nebulización óptica. La máquina adopta un modo de procesamiento totalmente inteligente, que se puede encender o apagar con un solo clic. No proporciona función de ajuste del nivel de penetración de niebla. En mediciones reales, el rendimiento de penetración de niebla digital de esta máquina fue bueno. Además de mantener el efecto de la imagen en color, se han mejorado la claridad y el color de la imagen. Pero el mejor efecto reside en la tecnología de penetración de niebla. Según los requisitos de diseño, la penetración de niebla óptica de la máquina debe estar en modo nocturno para lograr los mejores resultados. Sin embargo, en mediciones reales, el efecto de activar la función de transmisión óptica de niebla en el modo diurno es más claro que en el modo de transmisión digital de niebla. Cuando el modo nocturno está activado, la imagen está limpia y ordenada, y es difícil detectar la presencia de "niebla" en la imagen. Se puede decir que los modos de transmisión de niebla que puede lograr esta función incluyen transmisión de niebla digital, transmisión de niebla óptica en modo de color y transmisión de niebla óptica en modo blanco y negro. El efecto de transmisión de niebla obtenido también es progresivo capa por capa, y el blanco y negro. El modo de transmisión óptica de niebla es el mejor. Como cámara que se enfoca en la transmisión de niebla de luz, la cámara no solo utiliza métodos físicos para mejorar la claridad, sino que también brinda asistencia algorítmica para permitir que la tecnología de transmisión de niebla de luz se utilice y demuestre en mayor medida.
Los métodos de empañamiento que pueden lograr las cámaras Hikvision incluyen: empañamiento digital, empañamiento óptico en modo color y empañamiento óptico en modo blanco y negro. El efecto de penetración de niebla también es progresivo y el efecto de penetración de niebla óptica en modo blanco y negro es el mejor. Como cámara que se enfoca en la transmisión de niebla de luz, la cámara no solo utiliza métodos físicos para mejorar la claridad, sino que también brinda asistencia algorítmica para permitir que la tecnología de transmisión de niebla de luz se utilice y demuestre en mayor medida.
Los métodos de empañamiento que pueden lograr las cámaras Hikvision incluyen: empañamiento digital, empañamiento óptico en modo color y empañamiento óptico en modo blanco y negro. El efecto de penetración de niebla también es progresivo y el efecto de penetración de niebla óptica en modo blanco y negro es el mejor. Como cámara que se enfoca en la transmisión de niebla de luz, la cámara no solo utiliza métodos físicos para mejorar la claridad, sino que también brinda asistencia algorítmica para permitir que la tecnología de transmisión de niebla de luz se utilice y demuestre en mayor medida.
Diseño estructural y disipación de calor de las cámaras antiniebla
Veamos primero el diseño estructural de las cámaras antiniebla digitales. Debido al algoritmo utilizado, inevitablemente ejercerá una cierta presión sobre el chip; el aumento de los requisitos de procesamiento también aumentará en consecuencia la temperatura de funcionamiento del equipo. Sin embargo, la cámara ya está madura y la elección de piezas de repuesto también es útil. Existen soluciones maduras sobre qué tipo de funciones van con qué tipo de hardware. Por lo tanto, en términos de tecnología digital de penetración de niebla, la disipación de calor de este tipo de cámara no es alta. Tomemos como ejemplo la Dahua DH-IPC-HFW8331D-Z, que es una cámara de tubo madura.
Sin embargo, aunque existen algoritmos para procesar cámaras ópticas de limpieza de niebla, la limpieza de niebla no ejerce demasiada presión sobre la función general de procesamiento de imágenes de la cámara. A juzgar por las cámaras ópticas de penetración de niebla relacionadas que hemos probado antes, el algoritmo de penetración de niebla no aumenta significativamente la temperatura de la cámara. Durante la prueba de la cámara de red tipo pistola profesional dinámica ultra ancha con penetración de niebla Hikvision DS-2CD4026FWD/D con nivel de luz estelar de 2 millones, la temperatura del cuerpo humano en realidad alcanzó los 50 °C en un ambiente interior de aproximadamente 26 °C. , bastante raro. Para reducir la disipación de calor, en comparación con la cámara inteligente de primera generación de Hikvision, esta cámara tiene un diseño de aleta adicional que es fácil de disipar el calor. De hecho, la DS-2CD4026FWD/D analizada esta vez es una cámara de red inteligente SMART 2.0 con varios algoritmos de análisis inteligente integrados. Al mismo tiempo, también se han mejorado funciones como baja iluminación, amplio rango dinámico y reducción de ruido digital. A medida que las funciones sigan aumentando, la disipación de calor de la máquina será mayor. Al mismo tiempo, como producto nuevo, todavía se está mejorando la optimización del algoritmo de la versión del software del dispositivo. Debido a que la versión era relativamente baja durante la prueba, se requirió una gran cantidad de disipación de calor. Luego, actualizamos la versión del software de la cámara y la temperatura de funcionamiento de la cámara bajó a aproximadamente 40°C.
Ver instalación. Ambos dispositivos admiten la función de fuente de alimentación PoE. En la prueba, solo se conectó a la cámara un cable de red con fuente de alimentación PoE, completando así la conexión en red y el uso del dispositivo. Al mismo tiempo, el equipo proporciona la función de salida de imagen de depuración frontal BNC, que también es muy conveniente para la depuración. El equipo de Dahua también admite funciones de zoom y enfoque de fondo, eliminando el problema de la depuración frontal.
Calidad de imagen y rendimiento funcional de la cámara de penetración de niebla
Veamos primero la función de calidad de imagen. La cámara antiniebla óptica de Hikvision utiliza el algoritmo de compresión H.264 convencional; Dahua utiliza el último algoritmo de compresión H.265. El primero puede mantener una buena calidad de imagen de 1080P a 4 Mbps debido a la baja tasa de compresión del algoritmo, el segundo normalmente puede ejecutar 3 millones de imágenes de alta definición a 3 Mbps. Debido a que los algoritmos son diferentes, los dos algoritmos no suelen ser comparables en términos de manejo del ancho de banda. Pero lo que es seguro es que estos dos productos, como uno de sus últimos productos, han mantenido su solidez técnica y han garantizado una calidad de imagen de alta definición. La claridad horizontal y vertical de Hikvision está cerca de 1100TVL y la claridad de los bordes es de 1000TVL. La resolución horizontal de Huawei es de 1300 TVL y la resolución vertical es de 1200 TVL. Tiene un buen rendimiento de restauración en términos de restauración de color y escala de grises.
En términos de funciones, se admiten amplio rango dinámico, compensación de luz de fondo, fuerte supresión de luz y otras funciones. En términos de baja iluminación, estas dos cámaras continúan las ventajas de calificación de estrellas de Hikvision y Dahua, alcanzando 0,001 allí. No hay problema con el efecto estrella de Lux. En términos de análisis inteligente, estos dos dispositivos admiten funciones muy ricas:
Dahua DH-IPC-HFW8331D-Z: admite detección de enfoque virtual, intrusión de área, intrusión de líneas mixtas, elementos abandonados/desaparecidos, cambio de escena, Detección de merodeo, reunión de multitudes, movimientos rápidos, estacionamiento ilegal, detección de anomalías de audio, detección de rostros, alarma externa, estadísticas de flujo de pasajeros, mapa de calor, etc.
Hikvision DS-2CD4026FWD/D: admite detección transfronteriza, detección de intrusión regional, detección de área de entrada/salida, detección de merodeo, detección de reunión de multitudes, detección de movimiento rápido, detección de estacionamiento, detección de objetos sobrantes/transportados, detección de cambio de escena, detección de subida/bajada nítida de audio, detección de presencia/ausencia de audio, detección de enfoque virtual, detección de vehículos (admite reconocimiento de matrículas, tipo/tipo de vehículo)
Debido a que puede admitir muchos algoritmos de análisis inteligentes, Especialmente para el DS-2CD4026FWD/D de Hikvision, los fabricantes de equipos también brindan servicios personalizados y pueden implantar las funciones de análisis inteligente requeridas de acuerdo con las diferentes necesidades de los clientes.