Görsel gürültü düşük ışıkta kamera bant genişliği tüketimini yükseltir. Dijital gürültü giderici (DNR) yalnızca gürültüyü azaltmayı amaçlamaz, video kalitesini artırmayı ve bant genişliği kullanımını minimize eder.
Bu bölümde dijital gürültü azaltmanın , resim kalitesi ve bant genişliği tüketimi üzerindeki etkisini ele alacağız aynı zamanda video gözetlemede kullanılan gürültü azaltma metotlarına bakacağız.
- Dijital gürültü azaltma temelleri
- DNR metotları
- Uzaysal(Spatial) dijital gürültü azaltma
- Zamansal(Temporal) dijital gürültü azaltma
- 2D vs 3D Gürültü azaltma
- Üreticiler DNR kontrolleri
- DNR görüntü kalitesi iyileştirmesi
- DNR motion blur konuları
- DNR bitrate azaltımı
DNR için 2 temel method vardır. Uzaysal (tek frame) ve zamansal (çoklu frame). Sıklıkla birleştirilir ve 3D DNR olarak ifade edilir.
DNR görüntü kalitesini iyileştirir ve daha iyi kodlama yaparak düşük bant genişliğine sebep olur. Ancak DNR seviyesinin çok miktarda arttırılması halinde motion blur’a sebep olur. Zamansal DNR ayarlarını azaltmak ya da DNR bütünsel olarak azaltımı blur’u azaltır. DNR gece aktif iken Bant genişliğinde %50’lere kadar iyileşmeler olur.
DNR Temelleri :
Işık seviyesi azaldıkça, kameralar programsal olarak otomatik kazanç kontrolü (AGC) kullanarak görüntünün parlaklığını arttırmaya çalışır. Ancak 2 yan etkisi vardır.
- Gürültü, görüntüde ayrıntıların kaybolmasına neden olur.
- Artan bant genişliği. Çünkü encoder görünür gürültüyü hareketli obje olarak görür.
Dijital gürültü azaltıcı, isminde de belirtildiğ gibi, düşük ışık gözetlemede mevcut dijital gürültüyü azaltmayı amaçlar. Aşağıda soldaki resim 3D DNR kapalı durumda. Görüntü de görünür gürültü vardır ve detayları gizler. Sağdaki resimde ise 3D DNR aktiftir. Daha temiz görüntü elde edilmiştir.
Gürültü azaltma Methodları :
DNR’ın 2 temel tipi, uzaysal ve zamansal olarak ifade edilir. Bazen 2D ve 3D olarak da ifade edilir.
Uzaysal gürültü azaltımı :
Uzaysal gürültü azaltma, parazitin/gürültünün ne olduğunu belirlemek için aynı karedeki (frame) bitişik piksellerin ayrıntılarını analiz eder ve görüntüyü yumuşatmak için değerlerinin ortalamasını alır.Bu teknik yüksek seviyelerde kullanılırsa, görüntünün keskinliğini azaltır. Ancak daha az hesaplama gücü gerektirir ve zamansal algoritmaya göre düşük gecikmeyle çalışır. Ancak zamansal DNR, uzaysal DNR’a göre genellikle “düşük hareketin” olduğu ortamlarda daha iyi gürültü azaltma sağlar.
Zamansal gürültü azaltımı :
Zamansal DNR yöntemi, kareden kareye (frame’den frame’e) tutarlı görünmeyen pikselleri aramak için kareler arasında aynı pikselleri analiz eder. Daha sonra görüntüyü yumuşatmak için bu piksellerin değerlerinin ortalaması alınır.
Ancak yüksek hareket, gürültü olarak görünebilir ve zamansal algoritmayı karıştırabilir. Sebebi; frame’ler arası piksel değerlerindeki yüksek değişikliktir. Bu yüzden zamansal gürültü giderici sıklıkla motion blur’a sebep olur ve görüntüde eser bırakır.
3D Gürültü giderici :
3D algoritması uzaysal ve zamansal metotları birleştirir, daha az motion blur’lu daha keskin bir görüntü sağlar ve genellikle video gözetlemede kullanılır. 3D DNR uygulanmış görüntüde, Görüntü kalitesindeki etkisi ve bitrate değeri, üreticiden üreticiye değişiklik gösterebilir.
3D DNR ve zamansal DNR genellikle video gözetlemede birbirlerinin yerine kullanılırlar. Ancak teknik olarak doğru değildir. Dahası 2D DNR hem uzaysal hem zamansal gürültü azaltma algoritmalarını kullanmasına rağmen, uzamsal DNR, 2D DNR olarak adlandırılır.
Üreticilerin DNR kontrolleri :
Birçok üretici kamerasında uzaysal ve zamansal algoritmaların kombinasyonunu kullanır. DNR genellikle açık/kapalı olarak ve slider kontrolü ile seviyesi ayarlanarak kontrol edilir.
https://dahuawiki.com/IPC/Camera_Configuration
Burada net uzaysal mı zamansal mı ya da her ikisinin kombinasyonu olan metot mu kullanılıyor, net bir gösterge yoktur.
Ancak bazı üreticiler zamansal ve uzaysal DNR kontrolüne izin verir. Kullanıcının spesifik sahneler için daha çok kontrolüne izin verir.
DNR Blur konusu :
DNR birçok durumda net avantajlar sağlarken, yüksek seviyeli DNR hareketli objelerde bulanıklık (blur) / hayalet efektine neden olur.
Intelligent(Akıllı) DNR :
Gözetleme kameraları, Statik sahneler için DNR’ı arttırırken, hareketli objelerde DNR’ı azaltarak motion blur’u azaltır.
Intelligent DNR fonksiyonu çok yaygın bir özellik değildir ancak artıyor. Şu anda Bosch, Hanwha vision IDNR fonksiyonunu desteklediğini belirtiyor.
DNR’ın Bitrate üzerindeki azaltım etkisi :
%40, %50 mertebelerine kadar DNR etkisi görülmektedir.