红外窗口

如何应对图像的二次处理

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从感知层面来看,光环境应对技术主要包括光学技术和图像处理技术两方面,光学技术主要表现在红外镜头光圈的自动控制、滤光片的自动切换、以及补光灯的使用上,红外镜头光圈的自动控制是指 通过自动调整红外镜头光圈大小来改变整体通光量的大小从而使得摄像机感知到合适的亮度的一种技术,滤光片自动切换是指通过改变各种波长的光的透过率从而可选择性的消除有害光线的一种技术, 补光灯主要是针对目标区域进行补光,可以使重点区域的亮度得以提升;图像处理技术包括宽动态、背光补偿、强光抑制、3D数字降噪等技术,宽动态技术通过采用多次曝光技术,经过重新映射处理,获 取比普通相机更大动态范围的图像,从而解决一般摄像机存在的明亮区域曝光过度,而黑暗区域曝光不足的问题;背光补偿也称作逆光补偿,它可以有效补偿摄像机在逆光环境下拍摄时主体区域黑暗的缺 陷,从而提升主体区域的亮度和图像细节;强光抑制技术是指在低照度环境下,遇到背景光极其强烈时采用的一种对强光源进行抑制,突出强光源前的主体物,从而提升过曝区域的图像细节、保留暗区图 像细节的技术;背光补偿和强光抑制都可以看成是宽动态技术在某些特定场景下为达到特定目的的一种图像处理技术;3D数字降噪主要应用于低照环境下,运用视频图像在时域和空域的相关性和稀疏性来 抑制视频图像的噪声,从而达到提升视频图像信噪比的目的。

目前,各厂家的光环境应对技术都是以自主研发为主,因此所采用的技术也不尽相同。例如在光学方案及器件的选用上差别就比较大,一是所用红外镜头不同,在光圈大小与控制、强光控制等方面上 差异比较大,二是其它光学器件比如滤光片的效果存在差异,三是在照明补光方面也有差异。除此之外,在图像处理算法上,各厂商纷纷提出了自己的解决方案,这里也是专利产生数量最多的一块。这 就导致了各产品在光环境的应对测试中实际效果差别较大。

芯片平台决定了摄像机的性能、图像处理能力、处理运算速度等;传感器决定了摄像机感应光能力的强弱,好的传感器灵敏度高,感光性能好;红外镜头决定了进光量、通透性等因素。

实际应用中经常会遇到一些光线条件很极端的场景,比如晨昏时分太阳接近地平线,强烈的阳光直射到红外镜头内导致画面上半部分过曝和严重的杂光,此时单靠设备本身是调整不过来的,这种情况 需要通过对现场环境的观察选择合适的安装位置、调整设备的方位角、利用护罩的遮光作用等方法把强光源的干扰给排除掉。

当环境光暗到一定程度时,红外摄像机会自动开启自带的红外灯,主动发射红外光,照亮监控目标,再通过采集场景中原有的光线及反射回来的红外光,从而生成图像,是一种主动式红外。这时我们 所看到的是由红外线反射所成的影像,而不是可见光反射所成的影像,这样就可以拍摄到黑暗环境下肉眼看不到的物体,也就是人们常说的可以达到0lux。但是,如果是比较空旷的环境,红外灯没有可 反射的物体,这样在图像的显示效果就不会很好了。对红外摄像机来说,红外灯的寿命是用户普遍比较关注的问题,而温度过高是导致红外灯失效的主要因素之一。有研究表明,温度每降低10°,红外 灯的寿命可延长1年。因此,红外灯电路的散热设计、功率大小都至关重要,尤其是远距离红外,距离越远,红外灯的功率越高,热量也会越大,当温度高到一定程度,甚至会影响到摄像机图像传感器的 效果。这是红外摄像机主要存在的问题。

在选购产品时,首先明确自己的需求,根据使用环境、所需功能等方面来考虑需要什么样的产品,这样在选择时比较有针对性,比如低照环境需搭配大光圈的红外镜头,雾天环境需配置有透雾功能的 产品,走廊环境需要有P-iris功能的设备等等;其次是对比同类型产品的各项指标情况,不能单从宣传上看,比如强光抑制或宽动态效果,最好能对比各产品的实际效果然后再做选择。

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