Корпоративный блог

Цифровой антишейкер


Дата публикации: 17.07.2009 16:10
Антишейкер (anti shaker) – стабилизатор изображения (один из способов). Используется в фото- и видеокамерах, телескопах и другой технике, использующей оптические элементы для захвата изображения. Компенсирует собственные угловые движения камеры (дрожание), которые могут негативно повлиять на качество выводимого изображения. Одним из самых распространенных последствий дрожания камеры является размытость и нечеткость картинки.

Кроме того, использование стабилизатора изображения позволяет уменьшить объем файла, что может являться критичным условием при передаче данных по электронным каналам связи с низкой пропускной способностью.

Типы антишейкеров

Существует несколько способов стабилизации изображения. Обычно используются механический (оптический) и цифровой способы.

Оптический стабилизатор изображения

Представляет собой механическое устройство, сходное по принципу действия с гироскопом. Элементы оптической группы имеют определенную степень свободы, которая позволяет линзам смещаться относительно матрицы (светопоглощающего элемента), реагируя на внешнее воздействие (дрожание рук оператора, вибрации). Таким образом, световой поток проецируется на матрицу (или пленку) без искажений.

Одним из минусов оптического стабилизатора является использование при его производстве дорогостоящих и сложных механических элементов. Кроме того, наличие оптической группы из нескольких элементов может сказаться на светосиле объектива, то есть на способности обеспечивать тот или иной уровень освещенности изображения при данной яркости объекта.

Цифровой стабилизатор изображения

Использует программные алгоритмы. Представляет собой недорогую альтернативу оптическому стабилизатору. Электронный метод позволяет минимизировать эффект дрожания камеры под воздействием внешней среды во время записи и/или передачи изображения.

В цифровых стабилизаторах отсутствуют подвижные части (в частности, оптические группы из нескольких линз). Это положительно сказывается на надежности камер, которые имеют меньше элементов, подверженных поломке. Кроме того, использование цифровых стабилизаторов изображения позволяет увеличить чувствительность светопоглощающих элементов (матрицы).Также скорость реакции цифрового стабилизатора может быть выше, чем оптического.

Применение антишейкера

Как упоминалось выше, антишейкеры (стабилизаторы изображения) применяются в широком спектре техники для захвата изображения. Немаловажную роль антишейкеры играют в системах видеонаблюдения, элементы которой могут испытывать воздействия окружающей среды. Это могут быть вибрации природного (ветер, землетрясение, например) и техногенного происхождения (проезжающий тяжелый поезд, идущие рядом строительные работы, виброактивное оборудование и др.).

Для организации полноценной работы систем видеонаблюдения и аналитики необходимо обеспечить качественные захват и передачу видеоданных, получаемых при помощи средств наблюдения. Данные, полученные и обработанные системой, оборудованной стабилизатором изображения, делают восприятие картинки зрителем более четким и понятным и, соответственно, более комфортным и информативным.

Кроме того, полученное изображение поддается более качественному сжатию. Это влияет на размер файла, что актуально при передаче данных на удаленное устройство вывода видео: чем ниже «замусоренность» картинки (вследствие дрожания камеры), тем меньший объем занимает файл.

Качество изображения также влияет на точность видеоаналитики, позволяя исключить ложные срабатывания, которые могут возникнуть из-за дрожания камеры.

Цифровой антишейкер

В цифровых стабилизаторах изображения используется интеллектуальный алгоритм, который позволяет компенсировать дрожание и проанализировать сцену. При работе цифрового стабилизатора изображения может использоваться несколько техник. Одна из них позволяет смещать получаемое на матрице изображение в противоположном от движения направлении, компенсируя внешнее воздействие (смещение камеры из-за порыва ветра, например).

Вторая техника подразумевает цифровую обработку полученного изображения в режиме реального времени: фильтры снижают интенсивность размытости (blur), или же полностью ликвидируют его за счет программных алгоритмов.

Возможные сложности при использовании цифрового антишейкера

Стабилизация изображения может быть затруднена при наличии определенных обстоятельств. Так, например, камера, использующая несовершенные алгоритмы аналитики, может воспринять большой движущийся объект как фон. В этом случае встроенная аналитика попытается внести корректировку в изображение, приняв движение объекта за собственное движение камеры.

Таким образом, используемый в видеоаналитических системах алгоритм должен уметь различать фон и объект переднего плана, который может менять свое положение в пространстве. Антишейкер при этом не должен трактовать движения объекта как движение камеры.

Возможно появление еще одного негативного эффекта - при увеличении чувствительности светопоглощающего элемента увеличивается зашумленность изображения. Этот шум препятствует анализу видеоданных, мешая детектированию объектов и событий.

Особенности алгоритма компании «Синезис»

Алгоритм цифровой стабилизации изображения, разработанный компанией «Синезис», обладает характеристиками, которые помогают решить поставленные перед системами видеоаналитики задачи. В сочетании с устойчивыми алгоритмами детектирования на изменчивом фоне и функции подавления влияния движущиеся объектов, внедрение решения компании «Синезис» предоставляет возможность эффективного использования систем видеонаблюдения.

Используемый алгоритм позволяет достичь оптимального быстродействия видеоаналитики, обеспечив получение неискаженных видеоданных, что необходимо для корректной обработки информации.

Решение совместимо с платформами x86 (32-битные архитектуры) и TI DaVinci, считающейся одной из наиболее совершенных технологий для обработки цифрового видео.