کاهش نویز در آلترون: میانگین‌گیری خط و فریم و فیلترهای نویز

در کاهش نویز هیچ چیز مجانی نیست. هر روشی نویز را کم می‌کند و در عوض چیزی را می‌گیرد: یا نرخ خط، یا جزئیات ریز، یا واکنش سریع به حرکت. در این نوشته ابزارهای آلترون را از همین زاویه کنار هم می‌گذاریم تا روشن شود برای خط تولید شما کدام هزینه قابل تحمل است.

قبل از هر فیلتری

اگر تصویر کم‌نور است، اول نور و نوردهی را درست کنید. هیچ فیلتری سیگنالی را که ثبت نشده برنمی‌گرداند. بیشتر ابزارهای این نوشته میانگین‌گیری‌اند و یک قاعده‌ی ساده دارند: نویز تصادفی با ریشه‌ی دوم تعداد نمونه‌ها کم می‌شود. میانگین چهار نمونه نویز را نصف می‌کند و میانگین صد نمونه آن را به یک‌دهم می‌رساند.

نود Smoothing: سه مرحله در یک جعبه

ابزار اصلی میانگین‌گیری در آلترون نود Smoothing است. در گراف‌های آماده‌ی دوربین خطی سیاه‌وسفید از قبل هست. در بقیه‌ی گراف‌ها آن را در ویرایشگر گراف اضافه کنید. داخل این نود سه مرحله هست که هر کدام را جدا روشن می‌کنید. ترتیب اجرا همیشه ثابت است: Bundle Average، بعد Box Car و بعد Continuous Average.

Bundle Average (فقط دوربین خطی)

هر N خط پشت‌سرهم را میانگین می‌گیرد و یک خط خروجی می‌دهد. نرخ خط خروجی N برابر کمتر می‌شود. وقتی دوربین سریع‌تر از نیاز شماست، به جای دور ریختن خط‌های اضافه، از آن‌ها برای کم کردن نویز استفاده می‌کنید.

حساب هندسه را داشته باشید. اگر خروجی چهار برابر کندتر شود، نرخ خط دوربین باید به همان نسبت بالاتر برود. وگرنه تصویر در جهت حرکت فشرده می‌شود.

Box Car (فقط دوربین خطی)

در راستای خود خط کار می‌کند. هر پیکسل با N همسایه از هر طرف میانگین گرفته می‌شود. چون اطلاعات از پیکسل‌های کناری می‌آید نه از زمان، روی جسم متحرک هم دنباله نمی‌سازد. هزینه‌اش این است که لبه‌ها و جزئیات در طول خط نرم‌تر می‌شوند. N را کوچک نگه دارید.

Continuous Average (دوربین خطی و ناحیه‌ای)

هر خط یا فریم خروجی، میانگین N خط یا فریم آخر است. نرخ ثابت می‌ماند و نویز پایین می‌آید. در عوض، هر چیزی که حرکت کند دنباله‌ای به طول N خط یا فریم پشت سرش می‌گذارد. برای صحنه‌ی ساکن و اندازه‌گیری آزمایشگاهی عالی است. روی نوار در حال حرکت یا خاموشش کنید یا N را خیلی کوچک بگذارید.

کدام را انتخاب کنیم؟

• دوربین خطی که نرخ اضافه دارد: Bundle Average.
• صحنه‌ی ساکن یا نمونه‌ی آزمایشگاهی: Continuous Average.
• جسم متحرک و جزئیات ریز کم‌اهمیت: Box Car با N کوچک.
• می‌خواهید جزئیات دیده شوند ولی دانه‌ها نه: نود DDE که پایین‌تر آمده.

وقتی جزئیات مهم است: نود DDE

نود DDE-Digital Detail Enhancement روی دوربین خطی و ناحیه‌ای کار می‌کند و پنلش با عنوان SNR + DDE باز می‌شود. تصویر را به یک لایه‌ی پایه و یک لایه‌ی جزئیات جدا می‌کند. نویز را در لایه‌ی جزئیات کم می‌کند و جزئیات واقعی را کمی تقویت می‌کند.

• k: قدرت هموارسازی. عدد بزرگ‌تر نویز بیشتری برمی‌دارد و بافت ریز کمتری باقی می‌گذارد.
• Df و Dm: تقویت جزئیات ریز و متوسط. عدد ۱ یعنی بدون تقویت.
• Luma mode (colour): برای تصویر رنگی روشنش کنید. حدود سه برابر سریع‌تر است و لبه‌ها را رنگی نمی‌کند.

تغییرهای این پنل تا Set را نزنید اعمال نمی‌شوند.

فقط در دوربین حرارتی: نود TNR-Temporal Noise Reduction برای تصویر تک‌رنگ دوربین ناحیه‌ای است و بیشتر در تصویر حرارتی به کار می‌رود. هر فریم را با فریم فیلترشده‌ی قبلی ترکیب می‌کند. پارامتر a وزن فریم تازه است: عدد کوچک‌تر نویز کمتری می‌دهد ولی پشت اجسام متحرک دنباله می‌سازد.

روش کار ما

1. مراحل را یکی‌یکی روشن کنید.
2. بعد از هر کدام نمودار Line Scope یا تصویر را نگاه کنید.
3. از کمترین مقدار شروع کنید و فقط تا جایی بالا بروید که نویز قابل قبول شود.

وقتی دو یا سه فیلتر با هم روشن‌اند و تصویر بد شده، دیگر معلوم نیست کدام جزئیات را خورده است. یک اشتباه رایج هم این است که Continuous Average را با N بزرگ روی نوار متحرک می‌گذارند و بعد تعجب می‌کنند که چرا لبه‌ها در جهت حرکت محو شده‌اند.

برای آشنایی بیشتر با نویز تصویر، مقاله‌ی ویکی‌پدیا (انگلیسی) را هم ببینید.

دوربین‌هایی که این ابزارها رویشان کار می‌کند را در صفحه‌ی دوربین‌های اسکن خطی و دوربین‌های ناحیه‌ای ببینید. اگر مطمئن نیستید کدام روش برای خط تولید شما مناسب‌تر است، با ما در تماس باشید.