Show content

Камеры для задач распознавания: как получить контрастное изображение в плохих условиях

Форум Системы безопасности / Форум Видеонаблюдение /

18.08.2015 22:15:12

http://www.security-bridge.com/biblioteka/stati_po_bezopasnosti/kamery_dlya_zadach_raspoznavaniya_kak_poluchit_kontrastnoe_izobrazhenie_v_plohih_usloviyah/

На мой взгляд, данная статья написана так, как должны писаться статьи.

При этом я уверен, что критики наверняка найдут в ней недостатки:

- кому-то язык статьи покажется примитивно дидактическим,

- кому-то затрагиваемые проблемы, наоборот, покажутся слишком заумными, далекими от реальной практики,

- кто-то посчитает, что это в чистом виде пиар и реклама собственных камер (к тому же, для кого-то страшно дорогих).

Друзья, уверен, что каждый, кто выступит с этих позиций, будет прав! Потому что невозможно всем нравиться, и чем больше эта статья вызывет самых разных критических замечаний, тем более объективной является позиция авторов статьи.

Поэтому мне кажется, что все логически выстроено, взвешено, а потому выводы в конце статьи представляются вполне разумными.

19.08.2015 10:25:39

Блин - Клинтон! Писал-писал, и бац...все пропало. Поэтому повторить все уже сил нет. Очень кратко. Язык совсем не примитивный. Я бы написал еще примитивней. Это оттого, что я, наверное, лучше знаю потребителя :) Статья в целом правильная. Давайте мозги потребителя от зомбирования мегапикселями разворачивать помаленьку к правильному пониманию оценки камеры. Чтобы, наконец, осознал, почему бытовая камера за 500 долларов имеет разрешение АЖ 4К, а профессиональная телевизионная, хорошо, если Full HD, а то, бывает, и не дотягивает, но имеет в цене еще два нуля дополнительных. Статья с одной стороны весьма глубокая (необязательно было так глубоко "зарываться" для массового потребителя; с другой - очень узкая - всего один из важнейших аспектов оценки камеры затронут, который на самом деле стоит, конечно, существенно впереди всех этих мегапикселей. И вот от этого веет, конечно, рекламностью. Остальные моменты задеты только вскользь - правильность выбора скорости затвора, работа фокусировки. В общем, имело бы смысл пошире и не так глубоко затронуть все моменты, "недоразвитость" которых никакие 4К потом не вытянут.

Выбор камеры для системы видеонаблюдения - дело весьма ограниченное очень многими рамками. Но если говорить о выборе камеры для себя любимого (снимать свои путешествия по Исландиям - Италиям), то начинаю я с формата матрицы (трехматричная схема сегодня по деньгам - это можно отдельно еще куда-нибудь отдельно слетать на пару недель) и напрямую связанным с этим параметром динамическим диапазоном, который, как раз, и отображается изложенными в статье проблемами. Далее возможность ручного выставления экспозиции (и насколько оперативно это можно сделать) именно потому, что автомат может выбрать мне не то сочетание скорости затвора и диафрагмы, и объекты, находящиеся в движении, могут оказаться не резкими, не взирая на всякие Full HD. Далее - скорость отработки автофокуса и алгоритм его работы, возможность фиксации автофокуса и обязательно возможность прямой ручной фокусировки и механизм ее ( да, когда-то фокусировка по клиньям была рядовой функцией моей кинокамеры "Кварц XXL" 1985 года издания, а сегодня это уже удел весьма дорого сегмента сугубо профессиональной техники, а мне при этом вещают о стремительном развитии самой тиехники), а не всякие убогие "экранные меню", далее прямой доступ к ключевым настройкам (баланс белого, компенсация контрового освещения, уже упомянутое выставление экспозиции) - но это уже сегодня на уровне фантастики - совсем без экранного меню - это уже ценник за миллион, родные не поймут, далее - носитель ...и в самую последнюю очередь эти самые мегапиксели.

Что на белом поле, что на черном, что при не резком изображении ни фига не разберешь и смотреть отвратительно при любом количестве "К" в разрешающей способности.

29.08.2015 00:54:21

Не буду комментировать всю статью, приведу лишь несколько серьезных ошибок в ее начале.

Автор: «Четкость изображения подразумевает резкие и неразмытые границы.»

Комментарии: Резкость и четкость изображения, совершенно разные понятия и определены ГОСТом. Резкость мы оцениваем по крупным элементам изображения, а четкость по мелким деталям.

Автор: «Под контрастом понимается отношение яркостей самой светлой и самой темной точек изображения: чем оно больше, тем выше контраст.»

Комментарии: Эта формулировка характеризует контрастность которая в основном используется при измерениях и при описании характеристик мониторов.

Контраст это совершенно другое. Контраст изображения это отношение максимальной яркости к разности между максимальным и минимальным значением яркости.

Автор: «Например, ее диафрагма не должна быть открыта слишком сильно, так как открытая диафрагма уменьшает глубину резкости – ту область, в которой объекты остаются в фокусе, то есть четкими.»

Комментарии: Здесь опять путаница с резкостью и четкостью.

Автор: «Основное отличие между ними состоит в том, что более продвинутая технология P-Iris позволяет задать точное значение для положения диафрагмы, в то время как DC-Iris позволяет управлять только относительным изменением величины диафрагмы при закрытии или открытии.»

Комментарии: P-iris создает максимально четкое изображение за счет выбора значения диафрагмы при котором аберрации минимальны (максимальная четкость, но не резкость) и сохраняет это значение в течение дня за счет изменением выдержки (затвора). Этот режим в фотоаппарате называется «приоритет диафрагмы».

Автор: «Под разрядностью цифрового изображения понимается количество бит, используемых для кодирования яркости одного пикселя.»

Комментарии: Пиксель это аналоговый элемент и его ни кто, ни кодирует. А вот оцифровать аналоговый сигнал с пикселя с помощью АЦП (аналогово-цифровой преобразователь) необходимо. Для оцифровки аналогового сигнала можно использовать 8 или 12 разрядные АЦП.

31.08.2015 12:57:20

Сперва, рассуждая о контрасте забыли о шумах. Затем, перейдя к коррекции, так и не вспомнив по шумы, забыли про АРУ. А ведь именно шумы ограничивают чувствительность, а никакой не контраст. АРУ может вытянуть любой контраст.

При так названном "осветлении" никакой потери информации не возникает. Её и так уже недостаточно. Просто новой информации о переходных яркостях не появляется.

12 бит лучше чем 8. Но чувствителности 12 бит не добавят, ибо чувствительность ограничивается шумами. Не расширят 12 бит и динамический диапазон. Так как сверху диапазон ограничен насыщением матрицы, а снизу шумами. Расширяет ДД WDR - двойная экспозиция.

IMHO, 12 бит улучшат использование малошумящих матриц с высоким ДД. Отношение сигнал/шум матрицы должно быть 20*lg(2^12)=72Дб чтобы использовать 12 бит.

А вообще непонятны рассуждения о автоматическом преобразовани контраста для системы автоматического же распознавания. Машине не пофиг ли какую информацию обрабатывать, главное чтобы эта информация была. Очевидно, что никакое осветление информации не добавит. Это для человека надо "осветлять", а машине то зачем?

31.08.2015 17:53:16

2 бит лучше чем 8. Но чувствителности 12 бит не добавят, ибо чувствительность ограничивается шумами.

При любой оцифровке, всегда есть ошибка квантования, а чем больше разрядность квантования - тем порог этой ошибка меньше.

Так что некая доля правды, в высказываниях от Вокор"дУшки" есть, потому как:

- 12 битное квантование против 8 битной - даст меньшую дельту между ошибками 24 разрядного АЦП и шумом переконтрасного сигнала после АРУ.

Не расширят 12 бит и динамический диапазон.

Расширять - не расширяет, это точно!

Вот только 8 битное квантование, при оцифровки, не ограниченного по динамическому диапазону аналогового сигнала, - СУЖАЕТ его значительно сильнее чем 12 битное.

07.09.2015 16:43:40

->; А.Гонта

По поводу контраста. Открываем ГОСТ 21879-88 (который А.Гонта, вероятно, имел в виду, когда писал о резкости и чёткости), читаем: "Контраст - отношение яркостей наиболее светлого и наиболее тёмного участков изображения". Так что здесь претензии если и есть, то уж никак не к Вокорду.

Далее. «Чёткость изображения подразумевает резкие и неразмытые границы.» Оценка "резкий" и характеристика "резкость" - не синонимы, поэтому никакой путаницы здесь нет. Согласно ГОСТ "Чёткость - субъективная оценка качества воспроизведения и различения мелких деталей изображения периодических структур". Вопрос: может ли изображение быть одновременно чётким и размытым? Вероятно, нет. А если так, то какие претензии к процитированному предложению?

И, наконец, по поводу утверждения А.Гонта "Пиксель это аналоговый элемент и его ни кто, ни кодирует." Согласно ГОСТ - "пиксель - наименьший элемент поверхности визуализации, которому может быть независимым образом заданы цвет, интенсивность и другие характеристики изображения". Если изображение оцифровано, то совершенно естественно, что под пикселем обычно понимают наименьший логический элемент двумерного цифрового изображения, и, стало быть, ни о какой аналоговости пикселя в этом случае говорить не приходится. Но речь даже не об этом. В статье речь шла не о кодировании пикселя, а о кодировании его яркости (то бишь интенсивности), а это далеко не одно и то же. Неверное прочтение привело к неадекватному комментарию, только и всего :)

08.09.2015 23:22:34

>;>;>;>; «Контраст - отношение яркостей наиболее светлого и наиболее тёмного участков изображения"»

Если Ваша задача найти ссылку, которая меня опровергает, то в инеие их море. Если хотите понять, то лучше начать с википедии. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BD%D1%82%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%82

>;>;>; «Вопрос: может ли изображение быть одновременно чётким и размытым? Вероятно, нет. А если так, то какие претензии к процитированному предложению?»

Посмотрите эту статью. Может она Вам поможет. http://www.algoritm.org/arch/13_4/13_4_24.pdf

>;>;>; «Согласно ГОСТ - "пиксель - наименьший элемент поверхности визуализации, которому может быть независимым образом заданы цвет, интенсивность и другие характеристики изображения".»

Пиксел, если грубо это потенциальная яма, наполненная электронами. Если у электронов есть цвет, то нам очень трудно будет договориться.

09.09.2015 11:13:56

->;А.Гонта

"Если Ваша задача найти ссылку, которая меня опровергает, то в инеие их море. Если хотите понять, то лучше начать с википедии."

Я процитировал ГОСТ. Если есть возражения, пожалуйста, адресуйте их его разработчикам.

"Пиксел, если грубо это потенциальная яма, наполненная электронами. Если у электронов есть цвет, то нам очень трудно будет договориться."

И в этом случае я процитировал ГОСТ. Ссылаться после этого на ваши, простите, фантазии, как-то несерьёзно. Впрочем, если есть возражения, вы и в этом случае можете обратиться к разработчикам стандарта и обсудить с ними вашу идею относительно потенциальной ямы как элемента изображения. Не исключаю, что ваше предложение их заинтересует и в новую редакцию ГОСТ войдёт именно ваша интерпретация пикселя, но до того, как это произошло, могу лишь заметить, что написанное вами не соответствует действительности.

"Посмотрите эту статью. Может она Вам поможет. "

Простите, нет. В свою очередь могу порекомендовать в дополнение к упомянутому ГОСТ посмотреть также "Общий курс физики. Т.IV Оптика" Д.В.Сивухина, или "Оптику" Г.С.Ландсберга. Просто для того, чтобы ваши определения не противоречили общепринятым. В противном случае "нам очень трудно будет договориться".

10.09.2015 09:02:57

Если я ничего не путаю, то мы обсуждаем Вашу статью.

Это Вы должны объяснять свой взгляд на вещи, подтверждая свои суждения ссылками на литературу, ГОСТы и т.п.

Отправлять меня изучать литературу по оптике в меньшей степени не прилично. Наверно автор статьи должен из этой литературы дать выдержки в подтверждении или опровержении чего то.

Все, что я писал это мое мнение, и я его могу защищать, но сейчас вопросы задают Вам. Ссылаться на ГОСТ 27 летней давности без комментариев того, что в них написано наверно не совсем правильно. За 27 лет в технике много, что изменилось.

10.09.2015 12:09:44

->; А.Гонта

"Если я ничего не путаю, то мы обсуждаем Вашу статью."

Путаете. Я не писал эту статью. Более того, я даже не уверен, что знаком с её автором. Но что это меняет?

"Это Вы должны объяснять свой взгляд на вещи, подтверждая свои суждения ссылками на литературу, ГОСТы и т.п."

Простите, но я всего лишь сослался на упомянутый вами же ГОСТ. Заметьте, не автором статьи, а вами. Поскольку я, как и вы, не являюсь автором обсуждаемой статьи, то пояснять свои взгляды ссылками на литературу, действующие стандарты и проч. должен ровно в той же мере, что и вы. Я такие ссылки привёл. Так что претензий ко мне быть не может.

"Отправлять меня изучать литературу по оптике в меньшей степени не прилично. Наверно автор статьи должен из этой литературы дать выдержки в подтверждении или опровержении чего то."

Если терминология в вашей собственной статье отличается от общепринятой, отослать вас к классическим учебникам - уместно. Хотя бы для того, чтобы можно было разговаривать на одном общеупотребительном языке.

"Все, что я писал это мое мнение, и я его могу защищать, но сейчас вопросы задают Вам. Ссылаться на ГОСТ 27 летней давности без комментариев того, что в них написано наверно не совсем правильно. За 27 лет в технике много, что изменилось."

Это ваше право. Но всё, что в комментариях написал я, опирается не только на моё собственное мнение, но и на ГОСТ, к которому меня отослали именно вы. Конечно, за 27 лет в технике изменилось многое, но пиксель по-прежнему остаётся элементом изображения, а не потенциальной ямой. И я очень сомневаюсь, что в последующих редакциях стандарта это обстоятельство изменится. А пока ГОСТ 21879-88 остаётся действующим. И с этим приходится мириться.