水下攝像影像模糊不清的原因分析及改善方法

水下攝像照片或電視圖像模糊不清晰是常見的，也是影響檢測效果嚴重的影像質量問題。造成影像模糊不清的原因是多方面的，主要有以下四個方面的原因。
一、水的散射造成影像清晰度降低
    造成影像模糊不清晰的原因較多，但主要原因是水的透明度低，水中微小的無機物和有機物顆粒含量高。在這種渾濁的水中拍攝時，由于這些微小顆粒對光線的散射作用，使得無論是水下照相或是水下攝像，拍攝的影像效果都像是“霧里看花”一樣，模糊不清。

    從光學成像技術的應用和發展來看，這一問題目前還難以從根本上*解決。實際水下拍攝時，可以考慮采用以下方法加以改善。

 
（一）
    選擇透明度高的水域或時機拍攝。通常，水下攝像的作業水域是無法由作業人員自由選擇的，但在有些情況下，比如附近有透明度高的水域、影像質量要求較高時，如果條件允許，則可以將作業對象轉移到水質好的水域進行拍攝。此外，即便是在同一水域，隨著潮汐、水流、天氣等變化，水的透明度也會發生變化，作業人員只要注意觀察、積累經驗，選擇透明度相對較高的時機進行作業，就會改善拍攝效果。

（二）
    采用近距離拍攝。在相同的拍攝條件下，水下攝像機離被攝物體的拍攝距離越近，光在水中的傳輸過程受到水的散射作用就越小，拍攝的影像也就越清晰。因此，在水下攝像作業時，只要能滿足拍攝要求，拍攝距離是越近越好。

    根據經驗，通常水下的拍攝距離應不超過水的透明度的1/2-1/3。水的透明度可以采用圓盤法進行粗略地測算。但在采用近距離拍攝時應注意一點，實際的拍攝距離不應小于攝像鏡頭的近拍攝距離，否則也會由于無法聚焦而造成影像模糊。 

（三）
    使用的渾水水下攝像機或渾水攝像輔助裝置。這種攝像機或裝置是在攝像機的鏡頭前安裝一個耐壓或非耐壓的攝像罩，罩內封閉空腔內的介質為空氣或清水。這樣，就使光線從被攝物體到鏡頭的傳輸過程中，在渾水中的路徑縮短，從而減小了水的散射作用，提高了影像的清晰度。但由于這種攝像罩的長度有限，因此只有在較近距離拍攝時，其改善效果才明顯。

（四）
    水下照明采用斜側光而不要用順光。在同樣的拍攝條件下，光源不同的照射方向對影像的清晰度有一定的影響。當光源的照射方向與鏡頭的拍攝方向為同向（即順光）時，鏡頭前的水中顆粒對影像清晰度影響較大；當光源的照射方向與鏡頭的拍攝方向成30度至60度夾角（即斜側光）時，影像的清晰度會較好些。因此，在水下照明時，應使照明燈離開攝像機一段距離，形成斜側光照明。

    水下拍攝過程中，防止將水攪渾。特別是在水底拍攝時，潛水員移動位置或打腳蹼，很容易將水攪渾而影響拍攝效果，這一點在拍攝前應特別注意。通常在水底拍攝，潛水員一般不要穿腳蹼，可以穿工作鞋。當有水流時，潛水員應采用頂流或側流的方向拍攝。
二、水下攝像機晃動造成影像清晰度降低
    由于水的浮力、水流以及涌浪等影響，潛水員在水下拍照時往往難以持穩攝像機，造成水下拍攝的畫面模糊不清。
    要解決好這一問題，首先要提高潛水員的潛水技能，保證在較為復雜的水下環境中能控制好自身的穩定性。此外，可以考慮采用以下方法來解決。
（一）
    布設輔助作業平臺作為水下拍攝時的依托物。在水下進行拍攝，特別是水流較大、海況復雜的情況下，給作業潛水員布設一個工作平臺，作為穩定身體和攝像機的依托物，對防止攝像機晃動造成的影像模糊等問題非常有效。

    工作平臺可根據作業對象、位置、范圍等的實際情況自行制作，平臺的樣式可以多種多
樣，如用鋼管焊制的吊籃、潛水梯、減壓架等，有時還可以用麻纜系接在作業部位作為潛水
員的依托物，如系兜底纜等。
（二）
    潛水員選擇合適的拍攝姿勢。根據拍攝對象和位置的不同，潛水員應選擇好拍攝的姿勢。在水底拍攝時，若水流不大，可選擇雙腿或單腿跪姿拍攝，穩定性較好；若水流較大，可選擇臥姿拍攝。如果有作業平臺，也可采用上述姿勢。懸浮或游動姿勢拍攝的難度較大，一般只在無流和無涌浪的情況下使用。

  （三）水底拍攝時多佩帶些壓重物。當在水底拍攝時，為了增大潛水員的穩定性，可多佩帶壓鉛，一般不少于10公斤，若穿潛水服應不少于15公斤。但這些壓鉛不可一次性佩帶上，懸浮或游動拍攝時也不可佩帶過多壓鉛，否則會由于負浮力過大而給潛水員帶來危險?？蓪恒U分為兩組，一組按正常潛水配重佩帶好，潛水員著底后，再由水面將第二組壓鉛送下，潛水員將其系在或壓在腿上。
三、聚焦不準確造成影像清晰度降低
    水下攝像時，必須要隨著拍攝距離的變化對被攝景物準確聚焦，調焦不準或不調焦，均
會造成影像的模糊。
    目前，常用的潛水員水下電視系統，其水下攝像機的聚焦多是由水面控制臺來控制的。
水下拍攝過程中，水面控制臺的操作人員必須全神貫注地注視著監視器上的圖像，當攝像機
移動位置時，操作員首先要快速判斷拍攝距離是變近還是變遠，然后根據距離變化的快慢及
時、迅速地操縱聚焦開關進行跟蹤聚焦。拍攝距離變化較慢時，可用“點動”的方法調焦，

變化較快時，可用“連動”的方法調焦。潛水員在水下操縱攝像機時，要注意與水面的配合

，應盡量保持相對穩定的拍攝距離，不要忽近忽遠，讓控制臺操作人員無法跟蹤調焦。
    如果有必要且條件允許，可以在實拍前進行預演，以便使操作人員與潛水員的配合更加
默契，更好掌握調焦的時機和速度。 
    對于沒有聚焦指示裝置或自動聚焦功能的水下攝像機，拍攝前應準確估計拍攝距離并正
確調節聚焦選鈕。如果拍攝要求較高，可以采用測量的方法確定準確的拍攝距離，但要注意
將米尺測量出的距離乘上3/4，折算成“水下距離”。
    此外，采用廣角鏡頭和小光圈能增大攝像景深，水下攝像使用大景深可以彌補聚焦不準所造成影像模糊。在水下拍攝時，潛水員還應確保小拍攝距離不能小于鏡頭的近聚焦距離。

四、曝光嚴重不足或過度造成影像無法辨識
    水下攝像通常都需要輔助光照明，以便為拍攝提供足夠的光照度。水下攝像使用水下照明燈，但在拍攝中如果未正確使用輔助照明設備、光源的光照度嚴重不足或過強，會使拍攝出的影像昏暗或出現亮斑而無法辨識被攝物體。
     水下攝像機配備的照明燈的亮度一般是可以調節的，水下攝像時應根據監視器的圖像顯示以及景物表面的反光強弱，調節到合適的燈光亮度。在近距離拍攝時，還要調節好照明燈的照射方向，避免景物表面的強反光而在圖像上留下亮斑。

     除上述原因外，還有其它一些因素也會影響影像的清晰度，如鏡頭與景物之間有繩纜、氣泡、海藻等物體拍攝時未及時清除而導致影像被局部遮擋；拍攝動體時快門速度選擇過

慢，導致圖像模糊；攝像機由短焦距向長焦距變焦時調焦不精確等。

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