Софт для аэрофотосъёмки

Мы предлагаем решение для работы с одиночными изображениями HDR. Адаптивный алгоритм локального контраста используется для сжатия динамического диапазона изображения, что делает детали изображения более яркими и, самое главное, обеспечивает визуально приятное воспроизведение.

Мы создали высокоэффективный и точный адаптивный алгоритм локального контраста (локального тонмаппинга) для одиночных HDR изображений. Он предназначен для приложений с камерами, поскольку с помощью брекетинга мы не можем получать несколько кадров за один раз в реальном времени, поэтому нам приходится обрабатывать каждый кадр после его захвата. Это применимо не только к HDR-изображениям или изображениям с высокой битовой глубиной, но и к 8/24-битным монохромным или цветным изображениям в формате jpg для улучшения качества и восстановления теней.

Алгоритм локального контраста для HDR-изображений основан на преобразовании интенсивности для достижения лучшей визуализации за счет использования информации из локальных областей каждого изображения. Движок ALTMapper определяет эти локальные области на каждом изображении в виде сетки из прямоугольных фрагментов. Он обрабатывает каждый фрагмент для вычисления локальных параметров, которые будут использоваться при дальнейших преобразованиях. Мы минимизируем этот набор параметров, чтобы добиться очень быстрой обработки. Наконец, мы используем локальные и глобальные параметры для построения набора локальных тональных кривых и преобразований, которые будут применены к каждому пикселу изображения. Алгоритм, по сути, является локальным и адаптивным, что очень важно для сохранения детализации и контраста изображения.

Обычно видеокамера работает таким образом, чтобы автоматически выбирать наилучшие экспозицию и коэффициент усиления (gain), чтобы избежать пересветов. Таким образом, в тенях может быть недостаточная освещенность, и обычно есть смысл их улучшить. Именно в этом и заключается задача ALTMapper.

Наши решения для аэрофотосъёмки

Мы можем предложить решения для следующих задач:

• Сжатие изображений RAW с потерями и без потерь на NVIDIA Jetson
• Полное преобразование RAW в RGB на GPU - демозаик высокого качества, шумодав, тонмаппер, сжатие в JPEG - всё с очень высокой производительностью обработки на видеокарте
• Aдаптивный локальный контраст (тонмаппинг, восстановление теней, сглаживание гистограммы, повышение резкости)
• Удаление слабых теней от облаков
• Индивидуальная коррекция экспозиции RAW при работе с сериями кадров
• Софт для NVIDIA Jetson для задач реального времени, обработка RAW, сжатие, управление сенсором камеры
• Подавление дисторсии, коррекция битых пикселов, калибровка цвета и т.д.

Совместимость

• Совместимость с программным обеспечением FastVCR для камер машинного зрения
• OS Windows-10/11, Linux Ubuntu, L4T (Jetson Xavier / Orin)
• Поддержка NVIDIA GPU: Jetson, GeForce, A6000, CUDA-12.6

Бенчмарки конвертера RAW в JPEG на видеокарте NVIDIA

• Параметры тестового изображения: 9344 × 7000 (62,4 МПикс), 10 бит на канал, RGB
• Условия измерений: все исходные данные находятся в памяти видеокарты, измеряем только время вычислений на видеокарте
• Установленное ПО: OS Windows-10, CUDA-12.6
• Железо: CPU AMD Ryzen9 7950X (16 ядер, 4.5–5.7 ГГц)
• Видеокарта: NVIDIA GeForce RTX 4090, PCI-Express 4.0 x16
• Время работы конвертера на GeForce RTX 4090 - 32 мс (~5 ГПикс/сек)

Такие бенчмарки показывают, что даже для относительно сложных алгоритмов обработки, производительность хорошо оптимизированных решений ограничена скорее скоростью чтения исходных данных с SSD, чем скоростью обработки RAW на видеокарте. Тем не менее, важно отметить, что аналогичная схема обработки на CPU обычно в 50-60 раз медленнее.