透过雾霾看世界——大华高清透雾技术解析

2015-03-09 09:16:36   来源:大华股份   点击:
谈到跟雾霾打交道,对于安防行业并不陌生。不仅是雾霾,也包括日常生活中见到的各种沙尘、雾、雨、雪等恶劣天气,以及各种大气溶胶、光污染等非正常环境,都会对摄像机的成像效果产生很大的负面影响。对于治安监控、道路交通、港口航道等重要监控应用领域,这时候监控系统的效用就会严重降低,甚至完全难以辨认。

  摄像机成像的原理是目标物体发射或反射的光,在摄像机的成像器件上进行光电转换后成像的。当大气中气溶胶密度较大时,会对传播路径中的光束形成一系列的阻挡、散射、折射等作用,使得能够进入摄像机的有效光线减少、降质,最终影响到成像的质量。


  透雾技术的原理


  图像透雾技术,主要是突出源图像中重点观测内容,抑制非重点观测内容。方法分为空域法和频域法两类,空域法主要对图像中的各个像素点进行操作;而频域法是在图像的某个变换域内,对图像进行操作,修改变换后的系数,例如付立叶变换、DCT变换等的系数,然后再进行反变换得到处理后的图像。公式表示为:

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  其中,I (x)是雾霾下图像的色彩值;J (x) t(x)指物体表面光线到达传感器的过程中,由于大气微颗粒的散射而产生衰减,衰减后剩余部分;A(1-t(x))指环境光线因大气微颗粒反射而进入传感器成像。


  暗通道先验原理,绝大多数的无雾图像,其每个局部区域都会存在至少一个颜色通道的强度值很低的像素,根据这个原理,定义图像暗通道J dark为:

\              (2)


  Jc代表J的某一个颜色通道,而Ω(x)是以x为中心的一个方形区域。对公式(1)做变形,得到:

  \       (3)


  代入公式(2)Jdark可进一步求得透射率t = 1 - Jdark/Ac


  根据得到的J dark和原图像,通过对图像亮度值的统计计算,求得大气光强A。


  得到大气光强A和透射率t之后,通过对雾天成像模型的逆推,便可求出透雾后的图像:

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  该算法特色:


  ·大气光强采用更稳定的统计方法,使得算法稳定性高,适用各种场景。


  ·色彩还原度好:传统的透雾算法会冲淡图像的色彩,该算法真实还原图像色彩。


  ·通透性好:该算法准确估计图像的雾气浓度,具有很好的通透性。