Redukcja szumów 2D/3D DNR

W monitoringu wizyjnym szum dotyczy wszelkich przypadkowo występujących i losowo umiejscowionych zakłóceń w obrazie, objawiających się w postaci zmian jasności lub koloru pojedynczych pikseli oraz ich grup. Najczęstszym powodem szumów widocznych na rejestrowanym materiale wideo jest zbyt słaby poziom oświetlenia, nieodpowiedni do czułości danego przetwornika kamery, co w przypadku systemów bezpieczeństwa stanowi istotny problem.

Szum powstały w obrazie ma negatywny wpływ nie tylko na jakość zarejestrowanego materiału. Może poważnie utrudnić lub nawet uniemożliwić identyfikację osób czy numerów rejestracyjnych pojazdów, a także wpływać na skuteczność monitorowania słabo oświetlonych powierzchni biurowych czy handlowych. Redukcja szumów jest więc funkcją konieczną wszędzie tam, gdzie taka identyfikacja jest potrzebna.

Obecnie w kamerach są stosowane dwie technologie służące do redukcji szumów w rejestrowanym materiale wideo: redukcja szumów 2D (2D-DNR) oraz redukcja szumów 3D (3D-DNR). Każda z tych technologii ma swoje wady i zalety.

Redukcja 2D-DNR działa, analizując pojedyncze klatki wideo. 3D-DNR dodatkowo analizuje różnice pomiędzy kolejnymi klatkami wideo w celu dostosowania pikseli i zwiększenia wierności odwzorowania obrazu. Technologia 3D-DNR pozwala w większym stopniu zredukować szum, ale jej wadą jest tendencja do tworzenia rozmycia poruszających się obiektów.

Rys. 1. Przykładowe zrzuty ekranu z wyłączoną i włączoną redukcją szumów 3D-DNR

W kamerach wyższej klasy często łączy się obie technologie redukcji szumu w celu wykorzystania ich mocnych stron oraz eliminacji wad. Technologia 3D-DNR najczęściej ma zastosowanie w odniesieniu do statycznych obszarów obserwowanej przestrzeni. Natomiast 2D-DNR pozwala osiągnąć lepsze rezultaty w odniesieniu do obiektów ruchomych. Używa się jej więc do tych obszarów, w których obserwuje się ruch. Odpowiedni algorytm elastycznej integracji tych dwóch technologii umożliwia osiągnięcie najlepszych efektów redukcji szumów i uzyskanie wyraźnego obrazu nawet przy słabym oświetleniu.

Szum, oprócz negatywnego wpływu na jakość obrazu, powoduje zwiększenie wymaganej do rejestracji przestrzeni dyskowej, ogranicza czas zapisu, zwiększa wielkości strumienia wideo oraz może wywołać fałszywe alarmy. Dlatego bardzo istotne jest, aby w systemach monitoringu kamery pracujące przy zmiennym, a często także niedostatecznym oświetleniu posiadały możliwość redukcji szumów pozwalającą na ich skuteczną eliminację.