Elektronska stabilizacija slike (EIS)

EIS (ang. Electronic Image Stabilization)je kratica za elektronsko stabilizacijo slike.

Gre za tehniko izboljšanja kakovosti slike, ki se poslužuje elektronske obdelave z grafičnim procesorjem kamere. EIS zmanjša zamegljenost in kompenzira vibracije naprave, ki jih pogosto povzročajo zunanji pogoji, kot so vetrovi, tresljaji podlage zaradi težkih vozil v prometu ali tudi nepravilna namestitev kamere, na primer na previsok in netog jambor.

Sistem EIS ne preprečuje zameglitve slike, ki jo povzročajo premiki predmeta ali skrajno močni tresljaji kamere, vendar je zasnovan tako, da zmanjša zamegljenost, ki je posledica normalnega premikanja objektiva. Nekatere kamere in objektivi imajo bolj razdelane aktivne načine.

Slika 1. Slika iz kamere z izklopljeno in vklopljeno funkcijo EIS

Stabilizacija slike se izvaja skozi proces obdelave slike, nastajajoče na matrici kamere. Procesor slike spremlja podatke iz pretvornika v realnem času. Nato se ti podatki analizirajo, vključno z uporabo algoritmov, ki zaznavajo in merijo premike nastajajoče slike. Če algoritem premik opredeli kot stres, se začne ustrezno preoblikovanje (v glavnem premik) slike, ki kompenzira spremembo. Da lahko sistem EIS učinkovito izravna stres in pomakne sliko v določenih mejah, je nujno treba ob njenih robovih ustvariti nekaj rezervnih površin.

To je možno storiti na dva načina.

Prvi temelji na digitalnem (zelo majhnem) povečanju osrednjega dela slike. Fragment scene z enim kadrom, ki je predmet snemanja, je nek delček celote, katerega položaj se lahko na analizirani celotni spreminja glede na potrebe. Če se vsebina tako definiranega dela slike premakne v kakšno smer glede na naslednji kader slike, se hkrati premaknejo meje dela. Kot rezultat, se na matrici premaknjena slikovna pika shrani v novem koordinatnem sistemu brez premika. Sistem, ki deluje na ta način, nekoliko zmanjša vidno polje kamere, kar je opazno že ob njegovi aktivaciji.
Analizirajo se razlike v sliki med posameznimi kadri, pri čemer je slika najpogosteje razdeljena na sektorje. Če se v danem trenutku ugotovi premik samo v določenem delu slikovnih sektorjev, se to razlaga kot gibanje snemanega predmeta. Če pa gibanje zajame znatni del slike, bo to zaznano kot premik ozadja. Posledično - ko algoritem privzame ta premik kot stres, pride do ustreznega popravka. Na žalost je možno tak sistem zelo enostavno prevarati; dovolj je, da se v kadru pojavi zelo velik premikajoč se predmet. V taki situaciji mora preteči nekaj časa, da bo algoritem prepoznal, ali gre za premik predmeta ali tresenje kamere.

Drug način je precej podoben prvemu, le da se realizira s strojno opremo. Matrica kamere ima ob robovih območje, ki se med normalnim delovanjem ne uporablja. V primeru zaznave stresov se koordinate središča območja odčitavanja slike ustrezno premaknejo.

Seveda je učinkovitost sistema EIS odvisna od učinkovitosti njegovih metod odkrivanja.
Uvedba visokoločljivostnih kamer na trg je prinesla pomembne koristi pri projektiranju nadzornih sistemov. Višje ločljivosti zagotavljajo večjo podrobnost slike in analizo samo izbranih fragmentov le te, le t.i. zanimivih področij. Tak pristop se pogosto opira na teleobjektivih. Rezultat je lahko zmanjšanje kakovosti slike in izguba podrobnosti zaradi premikanj in vibracij.

Slika 3. Posnetek iz kamere Hikvision z izklopljeno in vklopljeno funkcijo EIS

Sistem EIS je kompromisna, vendar pa tudi razmeroma poceni rešitev. Delovanje elektronske stabilizacije poslabša ločljivost dobljene slike. Gre za nekakšen sekundarni proizvod, ki je rezultat določenih algoritmov. Najpogosteje se zmanjšajo kontrast, ostrina detajlov in vidno polje. To, za koliko se poslabša slika, je odvisno od amplitude stresov, s katero se sooči sistem EIS. Pri ne prevelikih goriščnih razdaljah navadni opazovalec poslabšanja pravzaprav ne bi smel izraziteje občutiti. Prednost elektronskega sistema je njegova visoka hitrost delovanja ter odsotnost mehanskih elementov pri njegovi najenostavnejši različici. Zahvaljujoč temu tak sistem ne poveča niti mase niti velikosti naprave.