霧氣對(duì)視頻監(jiān)控的影響

    一般認(rèn)為，大氣介質(zhì)主要由空氣分子、水汽和氣溶膠組成。氣溶膠是懸浮在氣體中的小粒子構(gòu)成的彌散系。某些粒子具有高吸濕性，起到水汽凝結(jié)中心的作用，其大小與環(huán)境相對(duì)濕度、水汽供應(yīng)和由碰撞而發(fā)生凝聚的程度有關(guān)。由于大氣中各種顆粒的大小、類型以及聚集程度的不同產(chǎn)生晴(Clearness)、霾(Haze)，霧(Fog)，云(Cloud)、雨(Rain)等各種天氣。

    在晴朗的天氣條件下，從物體表面反射的光線基本不會(huì)受大氣中各種成分的影響發(fā)生散射、吸收、反射等現(xiàn)象，能夠直接到達(dá)成像設(shè)備，獲得清晰無(wú)霧圖像。

    在有霧天氣下，從物體表面反射的光線在到達(dá)成像設(shè)備的過(guò)程中會(huì)受到空氣中懸浮顆粒的影響。氣溶膠粒子是霧霾形成的主要因素，也是圖像質(zhì)量產(chǎn)生退化的根本原因，其影響主要有以下幾個(gè)方面：

    (1)氣溶膠粒子對(duì)光線有散射作用，散射損失使“透射光”強(qiáng)度衰減，造成了圖像的對(duì)比度下降。

    (2)由于氣溶膠粒子的非均勻性，使球面波畸變成非球面波，導(dǎo)致圖像變模糊，邊緣和細(xì)節(jié)降低。

    (3)氣溶膠粒子的粒徑較大，粒子的自身成像不容忽視，可以近似理解成“噪聲”。

    (4)氣溶膠粒子對(duì)成像光線的散射部分會(huì)因?yàn)槎啻紊⑸涞淖饔?，和原有的前向散射部分疊加在一起成像，產(chǎn)生一定的模糊。

    二、實(shí)時(shí)視頻透霧技術(shù)與其他透霧技術(shù)的比較分析

    目前已知的透霧算法大致可以分為兩大類：一種是非模型的圖像增強(qiáng)方法，通過(guò)增強(qiáng)圖像的對(duì)比度，滿足主觀視覺的要求來(lái)達(dá)到清晰化的目的;另一種是基于模型的圖像復(fù)原方法，它考查圖像退化的原因，將退化過(guò)程進(jìn)行建模，采用逆向處理，以最終解決圖像的復(fù)原問(wèn)題，也可以參考一下融卓科技的遠(yuǎn)距離透霧攝像機(jī)的產(chǎn)品。

    視頻監(jiān)控系統(tǒng)透霧技術(shù)公式

    目前通過(guò)增強(qiáng)的方式來(lái)進(jìn)行透霧處理典型的方法包括：直方圖均衡化、濾波變換方法和基于模糊邏輯的方法。直方圖均衡化方法，其中全局化方法運(yùn)算量小但對(duì)細(xì)節(jié)的增強(qiáng)不夠;局部均衡方法效果較好，但可能引入塊狀效應(yīng)、計(jì)算量大、噪聲被放大及算法效果不易控制的問(wèn)題。濾波變換的透霧算法，通過(guò)局部處理能獲得相對(duì)較好的處理結(jié)果，但它們的計(jì)算量巨大、資源消耗多、不適于實(shí)時(shí)性要求較高的設(shè)備?；谀：壿嫷姆椒ㄍ胳F的效果不夠理想。

    基于增強(qiáng)的方法能在一定程度上提高圖像對(duì)比度，并通過(guò)增強(qiáng)感興趣區(qū)域來(lái)提升可識(shí)別度。但該方法未能從圖像退化過(guò)程的原因入手來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償，因此它只能改善視覺效果而不能獲得很好的透霧效果。

    目前基于圖像復(fù)原的方法主要有以下幾類：濾波方法、最大熵方法與圖像退化函數(shù)估計(jì)法等。濾波方法如卡曼濾波方法，整體而言計(jì)算量較大。最大熵法能獲得較高的分辨率但是其非線性、計(jì)算量大、數(shù)值求解困難。

    圖像退化函數(shù)估計(jì)法大多依據(jù)一定的物理模型(如大氣散射模型與偏振特性的透霧模型)來(lái)設(shè)計(jì)，需要在不同的時(shí)間點(diǎn)采集多幅圖像作為參考圖像，以便確定物理模型中的多個(gè)參數(shù)，而最終求解得到無(wú)霧狀態(tài)下的結(jié)果圖像。這一點(diǎn)限制了此類方法在實(shí)時(shí)監(jiān)控中的應(yīng)用。

    安防產(chǎn)品現(xiàn)已應(yīng)用于各種復(fù)雜場(chǎng)景、惡劣天氣，全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)控對(duì)產(chǎn)品的便攜性與功耗、處理效果、處理的自適應(yīng)性等方面都提出了較為苛刻的要求。良好的視頻透霧技術(shù)應(yīng)當(dāng)在大氣透射模型的基礎(chǔ)上融合圖像增強(qiáng)與圖像復(fù)原的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，從而能夠獲得較為理想的圖像效果并被實(shí)際工程化引用。

    深圳融卓科技公司致力于為用戶提供技術(shù)領(lǐng)先的全套夜視監(jiān)控系統(tǒng)，著力于海事航道監(jiān)控、高空瞭望監(jiān)控、森林防火監(jiān)控系統(tǒng)、激光夜視監(jiān)控、紅外熱成像夜視監(jiān)控、多光譜夜視攝像機(jī)、多光譜光電轉(zhuǎn)臺(tái)、遠(yuǎn)距離透霧攝像機(jī)等產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)。

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