透雾摄像机技术解析

    空气中的液滴和固体小颗粒不仅危害人体健康，引起雾霾而导致交通事故多发，同时也使户外监控视频质量明显降低。在雾霾天气下，图像显得色彩黯淡、对比度低，一些重要目标的细节淹没在雾气中难以观察，视频监控系统的实用性受到很大影响。除去视频中的雾气，改善图像质量成为越来越重要的提升户外视频监控系统应用价值的一项关键技术。

　　实时视频透雾技术介绍

　　目前透雾算法大致可分为两大类: 一是非模型的图像增强方法，通过增强图像的对比度，满足主观视觉的要求来达到清晰化的目的;另一种是基于模型的图像复原方法，它考查图像退化的原因，将退化过程进行建模，采用逆向处理，以最终解决图像的复原问题。

　　安防产品被应用于各种复杂场景、恶劣天气，全天候实时监控对产品便携性与功耗、处理效果、处理的自适应性等方面都提出了较苛刻的要求。良好的视频透雾技术应在大气透射模型的基础上融合图像增强与复原的技术优势，从而获得较为理想的图像效果并被实际工程化引用。

　　在充分分析透雾理论的优势与不足并进行深入的研究探索后，我司研究人员结合安防监控领域视频图像透雾的特殊要求，开发了一种基于大气光学原理，区分图像不同区域景深与雾浓度进行滤波处理，获得准确、自然的透雾图像的实时视频透雾技术。该技术能根据雾况的变化自动调整从而适应各种应用场景，避免出现近景透雾过度发黑而远景模糊的效果;同时兼顾了实现的效率与复杂度，保证了整个透雾的实时性与可工程化。同时，该技术可以有效去除雾气带来的影响且能避免对某些场景的过度处理导致的色彩误差及雾气过度去除带来的不真实感。

　　实时视频透雾技术优势

　　实时视频透雾技术与其它透雾方法相比优势主要有以下几方面:

       1、透雾能力：实时视频透雾技术能根据不同的景深准确地去除相应程度的雾气。图像增强的方法可能出现近景透雾效果较好而远景则仍然残余了很多朦胧雾气的问题。基于图像复原方法的透雾效果与它选择成分的准确性有关，成分选择准确则透雾处理效果较好，如成分选择不准确则可能出现很糟糕的结果，因此该透雾算法性能不够稳定;

　　2、通透性：实时视频透雾技术处理后的图像很通透，有较好的对比度。而其它方法因存在景深估计的准确程度问题而残余了雾气,使透雾后的图像并不是很通透;

　　3、细节保留程度：实时视频透雾技术中包含保持细节的特殊处理，因此透雾后的图像能把原来隐藏在雾气后的细节信息继续保持甚至部分增强，这也是其它方法难以达到的;

　　4、色彩的饱和度与还原能力：实时视频透雾技术不会改变图像的色调而是增加其色彩的饱和度，其它透雾方法则可能出现色调失真的问题;

　　5、不会引起图像偏暗现象：实时视频透雾技术包含有亮度提升性能，不会出现结果图像偏暗的现象。其他方法则可能引起对比度降低的问题;

　　6、应用范围广泛：实时视频透雾技术也可用于无雾的图像进行处理，提高原图的对比度与饱和度，同时能改善图像的通透感，起到提升图像视觉品质的作用。

　　实时视频透雾技术在安防监控领域的应用

　　实时视频透雾技术能从多个角度提升视频监控的质量。它是一种透雾技术，可用于气溶胶导致的各种天气条件的透雾处理;它还是一种增强算法，能明显提升图像的对比度、使图像变通透、清晰;能显著增强图像的细节信息，使原来被隐藏的图像细节被充分展示;能提升图像的饱和度，使图像色彩鲜艳活泼、生动，透雾处理后的图像保持准确的色调、自然的外观，因而获得了良好的图像质量与视觉感受。

　　实时视频透雾技术具备很强的可工程化能力。该技术可适用于各种分辨率包括百万像素级高清图像;在各种分辨率下均能保证实时准确的透雾处理;能根据目标场景实时评估当前雾浓度并自适应的调整透雾强度，无惧场景的雾况改变;该技术能得出精确的景深信息，对同一场景中非均匀的雾气能准确去除而不会残留透雾瑕疵。

　　实时视频透雾功能在部分摄像机上初步实现，实际采集的透雾处理效果。在图像在细节、通透性、色彩等各方面均有显著提高。

　　实时透雾技术能与视频压缩、智能分析技术结合，为其带来更大的价值。目前主流的视频压缩算法都是有损压缩，会对图像中对比度较低的细节造成损伤，而有雾视频一般就是对比度低、细节偏少，因此被编码压缩后往往模糊不清且无法恢复。采用该技术能有效地增强图像对比度和细节，保证有价值的信息不会被编码压缩丢失，显著提高了信息的有效性。对于智能分析而言也是类似，经实时透雾技术处理的图像，其分析结果的错误率尤其是漏报率显著降低，从而大幅提高智能分析系统的实用性。

　　随着工业的发展和气候的变化，雾霾越来越成为一种常见的天气现象，对户外应用的视频监控品质造成很大的挑战。目前，实际工程中主要通过雷达、红外等其它手段在雾霾气候中感知和监测目标。由于技术和成本的限制，在视频领域还没理想的应对方案。实时视频透雾技术的出现，能为视频监控领域带来多方面的价值。

　　从应用的产品与解决方案来看，实时视频透雾技术在安防监控领域，可应用于前端摄像机、快球的透雾以提升图像的质量;可应用于DVR，用于提升图像的质量;可应用于大屏显示器，以提升其色彩饱和度与图像质量;还可以用于嵌入式客户软件，以提升预览图像的质量。