Технологія ExtremeWDR – відеоспостереження у складних умовах

Протягом усього часу розвитку відеоспостереження для систем безпеки розробники спеціалізованих технологій мали на меті максимально підвищити якість та інформативність зображених сцен. Велику роль запропонованих при цьому рішеннях грає розширення динамічного діапазону.

Динамічний діапазон та проблеми сучасного моніторингу для безпеки

Відповідні технології застосовуються, коли головний об'єкт, що спостерігається, знаходиться на надто яскравому або світлому фоні. Таке положення об'єкта призводить до того, що для окремих ділянок зображення, що отримується від камери, експозиція виявляється замалою, а для інших ділянок завеликою. Простіше кажучи, картинка буде частково надто темною, а частково – надто «засвіченою».

Найчастіше така ситуація виникає, коли об'єкт, що спостерігається, знаходиться в приміщенні, де на нього потрапляє яскраве світло з вулиці. Другий типовий приклад – світло автомобільних фар, спрямоване прямо в об'єктив камери. У таких випадках на зображенні втрачаються важливі деталі, відтінки та кольори, які могли б відіграти вирішальну роль для ідентифікації об'єкта, його класифікації та вивчення, а також для подальшого відстеження за необхідності.

На жаль, навіть найпрогресивніші матриці і сьогодні ще далекі по ширині динамічного діапазону (ДД) від ока людини, і не можуть якісно впоратися із ситуацією, коли головний об'єкт спостереження затемнений через наявність світлого фону. Тому виробники камер продовжують працювати над створенням нових рішень для розширення ДД. Технології, що є для цього, об'єднані під загальним терміном WideDynamicRange (WDR).

Тут ми поговоримо про одну з нових та найпрогресивніших розробок у цій галузі. Вона отримала назву ExtremeWDR і є винаходом компанії HanwhaTechwin. Технічним базисом для неї є чіпсети Wisenet7, якими обладнуються найефективніші камери відеомоніторингу від цього бренду, що увійшли до модельної лінії Wisenet.

Як тепер вирішується проблема недостатньо широкого ДД?

Найпопулярнішим (і заслужив загальне визнання) способом розширення ДД є корекція змінної експозиції. Даний метод передбачає створення від двох і більше знімків однієї і тієї ж сцени поспіль різною витримкою. При цьому темні ділянки зображення виходять більш деталізованими за високої витримки, а світлі – за низької. Після цього окремі знімки складаються на єдиний кадр. Розвинути та покращити цей метод дозволило поява особливо потужних процесорів, зокрема – чіпсетів Wisenet7.

Технологія Extreme WDR також використовує суперпозицію 4х кадрів, виконаних на різній витримці, подібно до ряду інших сучасних техно-продуктів для розширення ДД. Завдяки впровадженню цієї технології, відеокамери Wisenet із матрицею 2МП здатні розширювати свій динамічний діапазон до 150 децибелів.

Об'єкти в русі та ДД – камери з Extreme WDR вирішують і це завдання

Змазаність об'єктів, що рухаються – одна з проблем, які ускладнюють розширення динамічного діапазону при використанні високої експозиції. Технологія «Екстрім WDR» дозволяє камері усунути викривлення «картинки». І тому розробили спеціальне рішення – адаптивну тональну компресію за результатами аналізу сцени (SBATM). Інакше висловлюючись – технологію компресії відтінків.

Суть тональної компресії полягає у зниженні кількості градацій яскравості. Якщо говорити про технологію SBATM, то цей режим використовується в комплексі з аналізом всієї сцени. Саме потужні чіпсети Wisenet7 дозволили вирішувати це завдання у режимі реального часу.

З аналізу сцени, яка допомагає отримати природні зображення без втрати важливих деталей, починається кожен цикл обробки наступного кадру. Потім задіюється корекція тону та контрасту, що забезпечує можливість знизити інтенсивність артефактів руху.

Чіткі, деталізовані зображення будь-яких об'єктів – це можливо з новими камерами HanwhaTechwin

Основною метою розширення ДД є зниження яскравості на пересвічених ділянках та «підсвічування» надто затемнених. Однак деякі ділянки зображення спочатку мають нормальний діапазон і не вимагають застосування такого методу, оскільки через нього на цих ділянках контрастність може занадто знизитися.

Для компенсації цього негативного явища було винайдено покрокове локалізоване підвищення контрастності. Ця методика також реалізована у складі технології Екстрім WDR від HT. З її допомогою обробляються окремі ділянки кадру, у яких усувається найменша нечіткість і розмиття деталей.

Реалізувати технологію ExtremeWDR у камерах HT дозволило поява високопродуктивних чіпсетів Wisenet7. У результаті власники таких відеокамер змогли істотно розширити сферу їх застосування, однаково ефективно виробляючи моніторинг, фото-відео фіксацію та ідентифікацію навіть об'єктів, що рухаються, в найрізноманітніших умовах освітлення.