DOCUMENTO TÉCNICO. Hikvision Advanced Image Signal Processing HIKVISION. Redução de ruído. Autor:LiuYang. Para liberação [29/03/2013] TW da Hikvision

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Gabriela Branco Belmonte
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1 HIKVISION Telefone: Fax: Canada Court City of Industry, CA HIKVISION DOCUMENTO TÉCNICO Redução de ruído Autor:LiuYang Para liberação [29/03/2013] TW da Hikvision

2 Página 2 Redução de ruído Razões e influências do ruído O ruído da imagem é produzido pelo sensor ou o circuito de um scanner de câmera digital. É inevitável que, na imagem, haja sinais e ruídos, especialmente no ambiente com pouca iluminação. A existência do ruído é crítica para a qualidade da imagem; ela também adiciona uma carga extra à codificação, aumenta significativamente o tamanho dos dados para transmissão e armazenagem e, portanto, causa o resíduo da largura de banda e dos espaços de armazenagem. A relação sinal/ruído é utilizada para comparar o nível de sinal com o nível de ruído de fundo. Uma relação mais alta significa uma melhor qualidade da imagem. De forma adequada, reduzir o ruído de uma imagem é muito importante nas tecnologias de processamento de vídeo. Teoria e classificação das tecnologias de redução de ruído Diferenciando o ruído e os detalhes da imagem, a atual tecnologia de redução de ruído dos produtos de vigilância por vídeo diminui o ruído de uma imagem via filtragem linear e filtragem não linear. De acordo com a dimensão de distribuição das informações dos dados de vídeo sobre a estimativa e a redução de ruído, as tecnologias de redução de ruído podem ser classificadas em filtragem espacial, filtragem temporal, filtragem adaptativa de movimento e filtragem de compensação de movimento etc. Você pode ver todas essas tecnologias adotadas na maioria dos produtos de vigilância vendidos atualmente. Uma comparação das tecnologias de redução de ruído As complexidades e os efeitos de diferentes algoritmos do filtro de redução de ruído são muito diferentes. De modo geral, o filtro espacial ou temporal é uma filtragem de baixa complexidade, com o filtro espacial reduzindo o ruído com danos nos detalhes da imagem e artefatos fantasmas ocorrendo quando o filtro temporal é aplicado. Portanto, esses dois tipos de tecnologias de filtro são normalmente utilizados em produtos de qualidade inferior.

aplica o filtro temporal na área parada e o filtro espacial na área de movimento.

3 Página 3 Figura 1 A partir da esquerda: Imagem original; Imagem com filtro espacial; Imagem com filtro temporal; Imagem com filtro adaptativo de movimento O filtro adaptativo de movimento analisa ao comparar dois quadros sucessivos e identifica a área de movimento e a área parada e, em seguida, aplica o filtro temporal na área parada e o filtro espacial na área de movimento. O filtro adaptativo de movimento mantem a área parada com bons detalhes da imagem e reduz os fenômenos de artefatos fantasmas da área de movimento, podendo ainda ser considerado como uma tecnologia relativamente ideal de redução de ruído.

4 Página 4 Figura 2 Detalhes ampliados da imagem. Sentido horário: Imagem original; Imagem com filtro espacial; Imagem com filtro temporal; Imagem com filtro adaptativo de movimento O filtro de compensação de movimento é desenvolvido a partir do filtro adaptativo de movimento; combina as tecnologias de filtros espacial e temporal e o cálculo correspondente para processar a área de movimento de quadros sucessivos para possibilitar um efeito ideal de redução de ruído sem afetar os detalhes da imagem. Motion Compensation 3D Noise Filter Figura 3 Teoria do filtro de compensação de movimento Deve ser observado que o efeito na imagem exibido na figura acima é o resultado da adoção das atuais tecnologias de redução de ruído tradicionais no teste de redução de ruído, o que não significa que todas as tecnologias no mercado em mesmo nível possam atingir o mesmo efeito de redução de ruído. Na verdade, as várias tecnologias de redução de ruído ainda são investigadas e pesquisadas pelo círculo acadêmico e pelo setor de vídeo. A aplicação de novas tecnologias pode aumentar o efeito de redução de ruído. Enquanto isso, não importa qual a tecnologia aplicada no

5 Página 5 uso real - o efeito nunca poderá ser perfeito. Quando a SNR é inferior a certo nível, não é possível remover todos os ruídos e os detalhes da imagem são inevitavelmente influenciados pela redução de ruído. Nesse momento, você precisa escolher entre o nível de redução de ruído e uma má qualidade da imagem. Conclusão Combinando com o algoritmo de estimativa exata de intensidade de ruído, a produção da Hikvision adota principalmente as tecnologias de filtro adaptativo de movimento e de filtro de compensação de movimento. A imagem das câmeras da Hikvision apresenta detalhes diferenciados na iluminação ideal e suprime o ruído para produzir uma imagem de alta qualidade em pouca iluminação. Enquanto isso, a combinação perfeita da tecnologia excepcional de redução de ruído e da tecnologia avançada de codificação H.264 diminui a armazenagem de dados compactados e a largura de banda de transmissão de rede, diminuindo massivamente os recursos.

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