Орон зайны дуу чимээг тайлбарлах: Ойлгох, Төрлүүд, Мөн Жоншны Зураглалын Системүүдэд Үр Дүнтэй Бууруулах

Нэгтгэсэн харааны нарийн бүтэц дэх зурагны чанар нь системийн нарийвчлал болон найдвартай байдлыг шууд нөлөөлдөг. Гэсэн хэдий ч цифрийн зураг ихэвчлэн бүрэн гүйцэд байдаггүй. Тэдгээрийг ихэвчлэн "шугам сарнилт" гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь пиксел утгуудын хүссэнээр өөрчлөгдөх үзэгдэл юм. Эдгээрийн дунд орон зайны шугам сарнилт нь түгээмэл асуудал юм. Энэ нь зургийн дагуу санамсаргүй цэгүүд эсвэл бөөрөнхий бүтцийг харагдуулж, дэлгэрэнгүй мэдээллийг нууж, шинжилгээг хийхэд төвөг болгодог. Нэгтгэсэн харааны инженерүүдийн хувьд орон зайны шугам сарнилтыг ойлгох, түүнийг багасгах аргыг мэдэх нь чухал юм. Энэ нь цэвэр, өндөр нарийвчлалтай зургийг бий болгоход тусалж, машин харааны даалгавруудыг нарийвчлалтай гүйцэтгэдэг.

Юу вэ? Орон зайны шугам сарнилт ?

Орон зайны шугам сарнилт зураг дэх санамсаргүй, пикселээс пиксел хүртэлх өөрчлөлтүүдийг илэрхийлнэ. тогтвортой байршил эсвэл загвар дээр. Цонх бүртээ өөрчлөгддөг чимээнээс ялгаатай нь орон зайн чимээ нь ихэвчлэн ижил цэгт эсвэл давтагдах загвараар илэрдэг. Энэ нь статик, цөмөг, эсвэл зургийн шугам болон идэвхитэй пиксел мэт тодорхой загвар байж болно. Энэ төрлийн чимээ нь дүрсийн чанарыг муудааж байна. Энэ нь алгоритмуудын шинж чанарыг олох, объектуудыг таних эсвэл нарийн хэмжилт хийхэд нарийвчлалыг бууруулдаг. Энэ нь таны харааны системийн өгөгдлийн бүрэн байдалд шууд нөлөөлнө.

Мэдлэг Орон зайн чимээний утга хугацааны чимээтэй харьцуулахад

Хугацааны болон орон зайн чимээний ялгааг мэдэх нь дүрс боловсруулах үед үр дүнтэй байдаг. Хоёулаа дүрсийн чанарыг муудааж байна, гэхдээ тэд өөр өөр байдлаар үйлчилдэг.

Хугацааны чимээ: Санамсаргүй өөрчлөлтүүд хугацааны дагуу

Хугацааны шуугиан гэдэг нь нэг зурагнаас нөгөөд өөрчлөгддөг таамаглах боломжгүй пиксел утгын санамсаргүй өөрчлөлтийг хэлнэ. Хэрэв та ижил зүйлийн олон зураг авбал хугацааны шуугиан нь пикселүүдийн тус тусын гэрэлт байдлыг санамсаргүйгээр өөрчилж байх болно. Энэ шуугиан нь ихэвчлэн сенсорын уншилтын асуудлаас, дулааны өөрчлөлтөөс (харанхуй гүйдлийн шуугиан), эсвэл фотон цохилтын шуугианаас үүдэлтэй байдаг. Түүний "утга" нь хугацаанаас хамаарах ба санамсаргүй байдаг явдал юм. Хугацааны шуугианы эсрэг дундаж хүрээний шүүлтүүр нь хэд хэдэн хүрээний дундаж утгыг авдаг тул сайн ажилладаг. Энэ нь ихэвчлэн камер сенсорын үр ашигтай байдлыг сайжруулах замаар шийдэгддэг.

Орон зайны шугам сарнилт : Тогтмол загвар эсвэл байршил

Үүний эсрэг, орон зайны шугам сарнилт дүрсийн датагийн дагуу тогтмол эсвэл удаан өөрчлөгдөх загварыг харуулдаг. Хэрэв та ижил зүйлийн олон зураг авбал орон зайны шуугианы загвар нь байрлалаа эсвэл дүрсээ хэвээр нь хадгалж байдаг. Энэ нь датагийн бүтцийн дутагдал, пикселийн мэдрэг чанарын ялгаа (тогтмол загварын шуугиан - FPN), эсвэл датагийн гадаргуу дээрх тоосны улмаас үүдэлтэй байж болно. Түүний "утга нь" нэг дүрс доторх байршил эсвэл өөрчлөгдөөгүй байдалтай холбоотой байдаг. Энэ асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд цаг хугацааны дундаж авах арга нь тохирохгүй.

Юу вэ? Огторгуйн дуу чимээ багасгах ?

Огторгуйн дуу чимээ багасгах нь зургийн хүссэн биш огтгүй байгаа орон зайны шуугианы загваруудыг багасгах эсвэл арилгахын тулд алгоритм эсвэл шүүлтүүр ашиглах үйл явц юм. Зорилго нь чухал дэлгэрэнгүй мэдээллийг алдалгүйгээр зургийг цэвэрлэх, энгийн болон тодруулах явдал юм. Энэ нь зургийн дохио ба шуугианы харьцаа (SNR)-ийг сайжруулахад чухал байдаг. SNR өндөр байх тусам жинхэнэ зургийн мэдээлэл шуугианыхаа харьцаагаар илүү хүчтэй байна. Сайн орон зайны шуугианыг багасгах нь ирмэг илрүүлэх эсвэл объект таних зэрэг дараагийн зургийн шинжилгээг илүү найдвартай болон нарийвчлалыг сайжруулдаг.

Орон зайны шуугианг багасгах төрлүүд Конволюцид суурилсан

Конволюцид суурилсан шүүлтүүрүүдийг зургийн боловсруулалтанд өргөн ашигладаг орон зайны шуугианыг багасгах . Эдгээр шүүлтүүрүүд нь тойрон байгаа пиксэлүүдийн үндсэн дээр пиксэл бүр дээр математик үйлдэл хийдэг. Энэ нь шуугилсан зургуудыг цэвэрлэх үндсэн хэрэгсэл юм.

1. Дундаж шүүлтүүр: Энгийн дундажлал

Дундаж шүүр нь орон зайн шуугианыг бууруулах хамгийн энгийн арга юм. Энэ нь сонгосон талбайн (жишээ нь 3x3 квадрат) дугаарын зэргэлдээх пикселүүдийн дундаж утгаар солих замаар пиксел бүрийн утгыг солино. Энэ дундаж нь энгийн шуугианыг бууруулахын тулд гэнэтийн өөрчлөлтийг эвлүүлдэг. Гэсэн хэдий ч энэ нь шуугианыг бодит дүрсийн онцлогуудаас ялгаж чаддаггүй тул нарийн товчоо болон ирмэгийг тодгүй болгодог. Хурдан ажиллах нь хамгийн чухал бөгөөд бага зэрэг тодгүй болох нь зөвшөөрөгдөх үед ихэвчлэн ашигладаг.

2. Медиан шүүр: Ирмэгийг хадгалж байх

Медиан шүүр нь шугаман бус шүүр юм. Энэ нь "давс-ба-перец" шуугианыг (санамсаргүй тод эсвэл харанхуй пикселүүд) арилгахад маш сайн. Дунджаар нь биш харин шүүрлийн талбайд зэргэлдээх пикселүүдийн медиан утгаар пиксел бүрийн утгыг солих аргыг ашигладаг. Энэ арга нь дундаж шүүрээс илүү ирмэгийг сайн хадгалдаг. Шуугиантай пикселүүд нь ихэвчлэн медиан утга байдаггүй тул дүрсийн чухал хэсгүүдийг тодгүй болгохгүйгээр арилгагддаг. Энэ нь орон зайны шуугианыг багасгах нарийвчлалыг хадгалах нь чухал үед хүчирхэг хэрэгсэл юм.

3. Гауссын шүүр: Тэгш тодгүйжүүлэх

Гауссын шүүлтүүр нь дөрвөлжин пикселүүдэд жин налагдах ачаалалтай шугаман шүүлтүүр юм. Төвийн пикселүүд нь илүү өндөр жинтэй байдаг. Энэ нь пиксел утганд илүү их нөлөө үзүүлдэг. Энэ нь Гауссын шум (ерөнхий тархсан санамсаргүй шум) багасгах үр дүнтэй, зөөлөн, байгалийн харагдах сүүдэр үүсгэдэг. Зураг дээрээ зөөлөрсөн ч ирмэгийг бага зэрэг тод бус болгодог ч гэсэн дундаж шүүлтүүрээс илүү бага байдаг. Зөөлөн зөөлрүүлэх үр дүн шаардлагатай үед өргөн ашигладаг.

4. Хоёр талын шүүлтүүр: Ирмэг хадгалах

Хоёр талын шүүлтүүр нь дэвшиж хөгжсөн шугаман бус шүүлтүүр юм орон зайны шуугианыг багасгах . Дундаж авч байх үед пикселүүдийн байрлал ба тэдгээрийн гэрэлтэй байдлын төстэй байдлыг хоёуланг нь авч үздэг. Энэ нь зөвхөн байрлалаараа ойрхон пикселүүдийг л дундажладаг гэсэн үг юм болон төстэй гэрэлтэй байдаг. Энэ онцгой онцлог нь захимаг эрчим бүхий илүүдэл мэдээллийг арилгах үед ч гэсэн нарийн ирмэг, дэлгэрэнгүй мэдээллийг хадгалах боломжийг олгодог. Энгийн шүүлтүүрээс илүү их тооцоолох чадал шаарддаг ч гэсэн илүү сайн үр дүнг өгдөг. Энэ нь эмнэл зүйн визуализацид эсвэл өндөр төвшний инженерийн шалгалтанд шаардлагатай чанарын дээд түвшин болон шуугианыг багасгах шаардлагатай ажлуудад онцгой тохиромжтой байдаг. Илүү нарийн шүүлтүүрийн талаар мэдээлэл авахыг хүсвэл

Нөлөөлөл Орон зайны шугам сарнилт багтсан харааны хэрэглээнд

Орон зайны шугам сарнилт бага харагдаж болох ч багтсан харааны системийн ажиллагаанд маш их нөлөө үзүүлж болно. Үүнийг анхаарахгүй орхих нь дараа нь том асуудалд хүргэж болзошгүй юм. Энэ нь нарийн үйл ажиллагааг алдаатай болгож болох оптик асуудал үүсгэдэг.

Шинж чанарын танилтыг хийх болон объект таних үйл явцыг нөлөөлөх

Машины харааны програмууд объектыг олох, ангилалд хамруулахад тод ирмэг, өнцөг, бүрхүүл зэрэг шинж чанаруудыг шаарддаг. Орон зайны шугам сарнилт худал шинж чанар нэмдэг эсвэл бодит шинж чанарыг нууж болгоно. Энэ нь зүйлс дутагдах, буруу ангилал хийх, эсвэл программууд бодит мэдээллийг чимэгдэлтэй холиод бодохдоо илүү их боловсруулалт хийх шаардлагатай болгоно. Роботын сонгож авах болон автомат шалгалтын ажлуудад энэ нь шууд үйлдвэрлэлийн алдаанд хүргэж болно. Энэ нь машин дүрслэлийн нарийвчлалыг нийтэд нь сөргөөр нөлөөлнө.

Хэмжилтийн нарийвчлалыг бууруулж байна

Нарийн хэмжээ эсвэл байрлал шаардлагатай хэмжилтийн ажлуудад чимэг нь пикселүүд байгаа газраа шилжүүлж болно. Энэ нь буруу хэмжилтэнд хүргэх бөгөөд чанарын хяналтын системийн найдвартай байдалд сөргөөр нөлөөлнө. Чимэгийн улмаас пикселд үүсэх жижиг өөрчлөлт ч гэсэн муу хэсгүүдийг зөвшөөрөх эсвэл сайн хэсгүүдийг татгалзахад хүргэж болно. Энэ нь нарийн үйлдвэрлэлд том асуудал болдог.

Бага гэрлийн нөхцөлд ажиллагааг хүнд болгох

Орон зайны шугам сарнилт бага гэрлийн үед ихэвчлэн мууддаг. Энэ тохиолдолд чимэг нь бодит дохионоос сул байдаг. Энэ нь төвөгтэй гэрлийн нөхцөлд авсан зургуудыг автомат шинжилгээнд ашиглах боломжгүй болгоно. Энэ нь суулгасан дүрслэлийн системүүдийн ажиллах радиусыг хязгаарладаг. Тиймээс сайн орон зайны шуугианыг багасгах энэ нь тусгайлан бага гэрэлтэй камерын хэрэглээнд сайн ажиллахад чухал юм.

Дүгнэлт: Эзлэн авах Орон зайны шугам сарнилт дээд зэрэг зураг авахад

Орон зайны шугам сарнилт нэгдмэл харааны дутагдалтай зурагт элэгдэл үүсгэдэг. Энэ нь чухал мэдээллийг нуусан тогтмол эсвэл загварчлагдсан пиксел өөрчлөлтөөр илэрдэг. Энэ нь цаг хугацааны дуу шуугамнаас ялгаатай бөгөөд засахын тулд тусгай арга шаарддаг. Огторгуйн дуу чимээ багасгах зургийг цэвэрлэхэд чиглэгдсэн бөгөөд шинжилгээний төвөггүй, илүү найдвартай болгодог. Конволюцийн үндсэн дээр суурилсан фильтрүүд (дундаж, медиан, Гауссын, хамгийн сайн хоёр талын фильтрүүд) нь орон зайны шуугианыг багасгах -д туслах чадалтай хэрэгсэл юм. Эдгээр аргуудыг ойлгож, ашиглаж чадвал нөхөн үүсгэх инженерүүд дуу шуугамын асуудлыг шийдвэрлэх боломжтой болно. Энэ нь тогтолцоо нь тогтвортой, чанарын зургийг бүртгэж, боловсруулахыг хангана. Энэ нь нарийн хэмжилт, найдвартай объект таних, хүнд нөхцөлд сайн ажиллах чадварын тулд чухал юм.

Машвизний харааны шийдлийн тусламжтайгаар цэвэр зураг авч чадна

Чанарын дутагдал орон зайны шугам сарнилт таны нэгдмэл харааны системийн нарийвчлал, ажиллагааг муудаагүй байлгана уу. Бидний санал болгож буй бүтээгдэхүүнүүдийг судална уу өндөр ач холбогдолтой камерын модуль ба дэвшмэл зураг боловсруулах шийдлүүд. Эдгээр нь онцгой огторгуйн дуу чимээ багасгах боломжуудыг ашиглан хамгийн их үр дүнтэй. Өдөр тутмын экспертуудаас холбоо барина уу . Бид танд цэвэр зургуудыг авахад туслах, таны харааны хэрэглээнүүдийн бүх боломжийг нээх аргыг ярилцъя.