کاهش نویز دیجیتال در دوربین مداربسته یا Digital noise reduction چیست و چه نیازی به این کار هست؟ دوربین های مداربسته شما هر چقدر هم عالی و کم نور باشند، به طور اجتناب ناپذیری هنگام فیلمبرداری در تاریکی، نویز یا صدایی ایجاد می شود. نویز در وضوح‌های بزرگتر، رایج‌تر است، زیرا اندازه سنسور به نور بیشتری نیاز دارد و تصویر بزرگتر، آن را آشکارتر می‌کند. ممکن است متوجه شوید که هنگام حرکت در تصویر یک تاری وجود دارد، این شبیه به تاری است که توسط سرعت شاتر آهسته ایجاد می شود. اگر چه شما سطح بالایی از DNR را می خواهید، زمانی که این تنظیمات را به حداکثر برسانید، برخی اثرات منفی دارد. در ادامه مطلب با هایک لوک همراه باشید تا ببینید چگونه این تکنیک ها برای کاهش نویز در تصاویر ویدئویی نظارتی کار می کنند.
کاهش نویز دیجیتال در دوربین مداربسته یا Digital noise reduction چیست؟
DNR مخفف کاهش نویز دیجیتال در دوربین مداربسته یا Digital noise reduction است. یک تکنیک پردازش تصویر که هدف آن حذف نویز قابل مشاهده از یک تصویر است. این فناوری برای زمانی که می خواهید کیفیت تصویر را در تنظیمات نور کم و پهنای باند کمتر بهبود دهید، عالی است. بهتر است بدانید که این تکنیک در فضای ذخیره سازی شما صرفه جویی می کند! نویز در هر نوع ارتباط الکترونیکی چه تصویری باشد چه صوتی، وجود دارد. نور ناکافی و کم، تشخیص رنگ ها و کنتراست را برای دوربین دشوار می کند. در نتیجه پیکسل های تصویر به جای رندر مناسب و با جزئیات، با یکدیگر ترکیب می شوند. نویز تصویر همچنین زمانی اتفاق می‌افتد که نور ضعیف باعث می‌شود نور تصویر به سطح نویز طبیعی حسگر نزدیک شود و حس تصویر را دشوار کند.
2 نوع کاهش نویز دیجیتال در دوربین مداربسته یا Digital noise reduction کدامند؟
دو نوع اصلی کاهش نویز دیجیتال در دوربین مداربسته یا Digital noise reduction دو بعدی و سه بعدی هستند. با کاهش نویز دیجیتال دو بعدی، فناوری هر فریم جداگانه را پردازش می کند. در حالی که کاهش نویز دیجیتال سه بعدی در طول زمان در یک سری از فریم ها پردازش می کند.
2D-DNR چیست؟
کاهش نویز دیجیتال در دوربین مداربسته یا Digital noise reduction دو بعدی را می توان یکی از اصلی ترین روش های حذف نویز نام برد. اگرچه این روش می تواند نویز تصاویر را از بین ببرد اما عملکرد خوبی در رزولوشن های بالاتر و هنگام وجود حرکات زیاد ندارد. Digital noise reduction دو بعدی یک نوع کاهش زمانی نویز است و با مقایسه مقادیر شدت و رنگ‌های هر پیکسل در هر فریم با پیکسل های فریم های دیگر الگوریتم هایی را ایجاد می کند تا الگوی نویز را تشخیص دهد. پس از اینکه این الگوهای نویز تشخیص داده شدند، یک سطحی از شدت برای پاک کردن نویز به آن تخصیص می دهد. این تکنیک فقط برای یک محیطی کارآمد است که متحرک نباشد. فقط یک عیب دارد و اینکه باعث می شود حرکت ها تار دیده شوند. در ضمن برای رزولوشن های بیشتر مؤثر نخواهد بود، چرا؟ چون پردازش مدت زمان زیادی طول خواهد کشید.
3D-DNR چیست؟
3D-DNR مخفف کاهش نویز دیجیتال چندبعدی است و برای عکاسی در شب یا در مکان‌هایی با نور کم طراحی شده است. گفتیم که کاهش نویز دیجیتال دو بعدی، کاهش نویز زمانی است اما بهتر است بدانید که کاهش نویز دیجیتال سه بعدی، کاهش نویز فضایی است. از یک طرف، کاهش نویز دیجیتال در دوربین مداربسته یا Digital noise reduction سه بعدی نویز ناخواسته تصویر را کاهش می دهد، از طرف دیگر این ویژگی با برون یابی و حذف حتی کوچکترین پیکسل های معیوب، اعوجاج تصویر را به دلیل خطاهای ترکیب رنگ جبران می کند. یکی از علل مکرر نویز، جریان به اصطلاح تاریک است. این به تشکیل و تحریک الکترون‌ها به دلیل گرم شدن سنسور ضبط توسط دمای کار و ولتاژ اولیه دوربین اشاره دارد.
سطح مشخصی از صدای زمین همیشه وجود دارد، اما در عملکرد نور روز قابل توجه نیست. دلیل این امر شدت نوری است که بر دیودهای نوری در هنگام روشن بودن تأثیر می گذارد و الکترون ها را به طور قابل توجهی بیشتر از دمای کار و ولتاژ دستگاه تحریک می کند. این رفتار در هنگام غروب و هنگام عکسبرداری در شب متفاوت است: اکنون الکترون‌های بیشتری توسط گرما و ولتاژ نسبت به نور فرودی برانگیخته می‌شوند. ترکیب سیگنال ویدئویی و نویز، اعوجاج تصویر نتیجه است.
در طول فرآیند DNR سه بعدی، سیستم پیکسل‌ها را در یک فریم مقایسه می‌کند. سعی می کند نویز را در یک فریم با استفاده از تکنیک هایی مانند «فیلترهای متوسط» و «فیلترهای میانگین» حذف کند تا ماهیت دانه دانه یک فریم را از بین ببرد. پس از آن، پیکسل ها را بر اساس فریم به فریم مقایسه می کند تا هر حرکتی را در فیلم تشخیص دهد. (حرکت با در نظر گرفتن تغییرات روشنایی/رنگ در مختصات پیکسلی یکسان در دو یا چند فریم متفاوت انتخاب می‌شود)
مقایسه کاهش نویز دو بعدی با کاهش نویز سه بعدی
از آنچه تاکنون گفته ایم، مشخص کرده‌ایم که DNR دو بعدی یک روش مبتنی بر زمان است در حالی که DNR سه بعدی یک ترکیب مکانی-زمانی با الگوریتم‌های اولیه انجام‌شده در حوزه مکانی است. اگرچه هر دو روش می توانند نویز را از بین ببرند، اما مجموعه ای از اشکالات خاص خود را دارند. راه اندازی DNR دو بعدی (یا روش کاهش نویز زمانی) چندان پیچیده نیست. با این حال، زمان غیرقابل قبولی برای پردازش تصاویر بزرگتر طول می‌کشد و اتفاقاً بعد از انجام آن یک اثر تاری حرکتی باقی می‌ماند. همچنین برای حذف نویز به چندین فریم نیاز دارد و نمی توان از آن برای حذف نویز یک تصویر استفاده کرد.
تکنیک‌های کاهش نویز فضایی برای راه‌اندازی پیچیده هستند و به سیستم‌هایی با قدرت پردازش پیشرفته نیاز دارند. با این حال، الگوریتم‌های آنها سریع‌تر هستند و با دوربین‌هایی که مگاپیکسل بزرگ‌تری دارند، یکپارچه کار می‌کنند. همچنین آنها می توانند تنها با یک فریم کار کنند و در صورت لزوم می توانند چندین فریم را بدون ایجاد افکت تاری حرکتی حذف کنند.
چگونه DNR دوربین خود را تغییر دهم؟
این کارنمی تواند آسان باشد! به سادگی با تنظیمات زیر در سیستم UNV خود حرکت کنید: ابتدا وارد تنظیمات دوربین شوید و گزینه دوربین را انتخاب کنید و سپس روی گزینه تصویر کلیک نمایید. یعنی:
Setup > Camera > Image در اینجا می توانید کاهش نویز دیجیتال را از 0 به 255 تغییر دهید در سراسر محدوده UNV، متوجه خواهید شد که از DNR سه بعدی استفاده می شود، به این معنی که بهترین کاهش نویز دیجیتال ممکن را دریافت می کنید.
مزایای کاهش نویز دیجیتال در دوربین مداربسته یا Digital noise reduction
نویز در فیلم دوربین های امنیتی می تواند بسیار آزاردهنده باشد. آنها می توانند تشخیص آنچه را که در حال وقوع است سخت تر کنند و همچنین می توانند بر الگوریتم های پردازش سطح بالا مانند تشخیص حرکت، تشخیص چهره، تشخیص پلاک شماره و غیره تأثیر بگذارند. همچنین، اگر سیستم نویز را پردازش نکند و فریم‌ها را بهینه نکند – پس از حذف نویز، می‌توان تصاویر را کوچک کرد، زیرا تفسیر تصاویر برای انسان‌ها و ماشین‌ها بسیار آسان‌تر است. می‌تواند به دلیل انباشته شدن فایل های RAW، سیستم ذخیره‌سازی را تحت فشار قرار دهد. همانطور که پیشگیری بهتر از درمان است، تنظیم نور محیط نیز برای حذف صدا توصیه می شود. با این حال، همیشه تحت کنترل ما نیست، و بنابراین، داشتن تکنیک‌های کاهش نویز دیجیتال که همیشه در قسمت پشتی کار می‌کنند، به یک امر ضروری تبدیل شده است.
سخن پایانی
امیدواریم که از این مطلب درباره کاهش نویز دیجیتال در دوربین مداربسته یا Digital noise reduction خوشتان آمده باشد و توانسته باشید اطلاعاتی به گنجینه اطلاعاتی خودتان بیفزایید. تکنیک های کاهش نویز دیجیتال برای دوربین های مداربسته مهم هستند، زیرا به حذف اثر دانه دار ناشی از ضبط فیلم در شرایط کم نور کمک می کنند. حذف نویز به بهبود وضوح تصویر کمک می کند و امکان تفسیر بهتر انسان یا ماشین را فراهم می کند. اکثر دوربین های مدار بسته از دو نوع الگوریتم حذف نویز استفاده می کنند، 2D-DNR و 3D-DNR. در حالی که DNR دو بعدی رویکرد ساده ای دارد و می توان آن را در بسیاری از سیستم های قدیمی و ارزان پیدا کرد، الگوریتم DNR سه بعدی به دلیل توانایی آن در حذف رزولوشن های بزرگتر بدون ایجاد تاری حرکتی، الگوریتمی است که بیشتر از آن استقبال می شود و مورد علاقه تر است.
ثبت ديدگاه