霧霾天氣 看安防視頻監(jiān)控視頻透霧技術(shù)

當(dāng)安防需求從被動(dòng)檢測發(fā)展為主動(dòng)防御，智能分析依賴的各種圖像處理算法變得舉足輕重起來，其中透霧處理集合了多種圖像算法，是較為重要的一類圖像處理技術(shù)。為了得到更好的處理效果，攝像機(jī)廠家會(huì)增設(shè)專門的圖像處理芯片，芯片會(huì)實(shí)時(shí)讀取視頻流信息，通過對比參數(shù)判定是否需要開啟透霧模式，也就是可以達(dá)到自動(dòng)偵測霧氣，甚至可以通過設(shè)定的預(yù)置模式判定出霧氣濃淡，選擇進(jìn)入相應(yīng)的透霧模式。隨著秋季的到來，視頻監(jiān)控透霧技術(shù)應(yīng)用將會(huì)更加普遍。

霧氣對視頻監(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、霾、霧、云、雨等各種天氣。

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：

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

視頻透霧技術(shù)安防應(yīng)用效果顯著

實(shí)時(shí)視頻透霧技術(shù)能夠從多個(gè)角度提升視頻監(jiān)控的質(zhì)量。首先它是一種透霧技術(shù)，可以用于氣溶膠導(dǎo)致的各種天氣條件的透霧處理;它還是一種增強(qiáng)算法，能夠明顯提升圖像的對比度、使圖像變通透、清晰;能夠顯著增強(qiáng)圖像的細(xì)節(jié)信息，使原來被隱藏的圖像細(xì)節(jié)被充分展示;能夠提升圖像的飽和度，使圖像色彩鮮艷活潑、生動(dòng)，透霧處理后的圖像保持準(zhǔn)確的色調(diào)、自然的外觀，因而獲得了良好的圖像質(zhì)量與視覺感受。

實(shí)時(shí)視頻透霧技術(shù)具備很強(qiáng)的可工程化能力。該透霧技術(shù)可適用于各種分辨率包括百萬像素級(jí)高清圖像;在各種分辨率下均能保證實(shí)時(shí)的準(zhǔn)確透霧處理;能根據(jù)目標(biāo)場景實(shí)時(shí)評估當(dāng)前霧濃度并自適應(yīng)的調(diào)整透霧強(qiáng)度，無懼場景的霧況改變;由于該透霧技術(shù)能夠得出精確的景深信息，對同一場景中非均勻的霧氣能準(zhǔn)確的去除而不會(huì)殘留透霧瑕疵。

實(shí)時(shí)視頻透霧功能在部分?jǐn)z像機(jī)上已初步實(shí)現(xiàn)，實(shí)際采集的透霧處理效果在細(xì)節(jié)、通透性、色彩等各方面均有顯著提高。

實(shí)時(shí)透霧技術(shù)能夠與視頻壓縮、智能分析技術(shù)結(jié)合，為其帶來更大的價(jià)值。由于目前主流的視頻壓縮算法都是有損壓縮，會(huì)對圖像中對比度較低的細(xì)節(jié)造成損傷，而有霧視頻一般就是對比度低、細(xì)節(jié)偏少的，因此被編碼壓縮后往往模糊不清且無法恢復(fù)。采用實(shí)時(shí)透霧技術(shù)能夠有效地增強(qiáng)圖像對比度和細(xì)節(jié)，保證有價(jià)值的信息不會(huì)被編碼壓縮丟失，顯著提高信息有效性。對于智能分析而言也是類似，經(jīng)實(shí)時(shí)透霧技術(shù)處理的圖像，其分析結(jié)果的錯(cuò)誤率尤其是漏報(bào)率能夠顯著降低，從而大幅提高智能分析系統(tǒng)的實(shí)用性。

隨著工業(yè)的發(fā)展以及其對氣候的影響，霧霾越來越成為一種常見的天氣現(xiàn)象，這對戶外應(yīng)用的監(jiān)控系統(tǒng)的畫面品質(zhì)造成很大的影響。目前，實(shí)際工程中主要通過雷達(dá)、紅外等其它手段在霧霾氣候中感知和監(jiān)測目標(biāo)，由于技術(shù)和成本的限制，雷達(dá)、紅外等在視頻監(jiān)控領(lǐng)域還沒有理想的應(yīng)對方案。實(shí)時(shí)視頻透霧技術(shù)的出現(xiàn)，能夠?yàn)橐曨l監(jiān)控領(lǐng)域帶來多方面的價(jià)值。

從應(yīng)用場景來看，實(shí)時(shí)視頻透霧技術(shù)可用于多種戶外場合，如高速公路的交通事故易發(fā)區(qū)端、高速公路卡口位置;公共汽車的輔助駕駛設(shè)施監(jiān)控區(qū)域;公安機(jī)關(guān)關(guān)注的各重點(diǎn)場所與區(qū)域;發(fā)電廠與電力傳輸設(shè)備的重點(diǎn)監(jiān)控區(qū)域;中小學(xué)校園、城市商業(yè)中心與城市廣場等。從應(yīng)用的行業(yè)來看，包括交通行業(yè)、公安行業(yè)、教育、航空、數(shù)碼產(chǎn)品、遙感圖像處理、食品安全監(jiān)控，甚至包括特殊的軍事應(yīng)用等。從應(yīng)用的產(chǎn)品與解決方案來看，實(shí)時(shí)視頻透霧技術(shù)在安防監(jiān)控領(lǐng)域，可以應(yīng)用于前端攝像機(jī)、快球的透霧與提升圖像的質(zhì)量;可以應(yīng)用于DVR以提升圖像的質(zhì)量;可以應(yīng)用于大屏幕顯示器(DLP拼接墻/液晶拼接墻)以提升其色彩飽和度與圖像質(zhì)量;還可以用于嵌入式客戶軟件，以提升預(yù)覽圖像的質(zhì)量等。