摄像机“透雾技术”让监控不再“雾里看花”

    【CPS中安网 cps.com.cn】 　12月6日，浙江省杭州市再次被大雾笼罩，“雾里看花”再度上演，许多车主上班路上不得不打开双跳灯，减缓车速。据中央气象台6日早上9点发布的消息，杭州空气质量指数为203，属重度污染。

　　就在四天前的12月2日上午十时，上海空气质量指数(AQI)达316，为六级严重污染。辽宁、上海、南京、杭州等地区中小学不得不紧急停课(取消户外活动)，或主管部门下发相关文件，遇到极端天气，“学校可自行决定”。

　　这般雾气为何如此之重?路口的摄像机是否也是“雾里看花”，陷入一片“朦胧之美”?

中新网：12月4日，南京长江大桥南引桥

　　新华社：12月4日，一名交警佩戴口罩在宁波街头执勤

　　《扬子晚报》：雾霾致南京天空出现一大一小两个“太阳”

　　监控图像专家眼中的“雾气”

　　一般认为，大气介质主要由空气分子、水汽和气溶胶组成。气溶胶是悬浮在气体中的小粒子构成的弥散系。某些粒子具有高吸湿性，起到水汽凝结中心的作用，其大小与环境相对湿度、水汽供应和由碰撞而发生凝聚的程度有关。由于大气中各种颗粒的大小、类型以及聚集程度的不同产生晴(Clearness)、霾(Haze),雾(Fog)，云(Cloud)、雨(Rain)等各种天气。

　　据海康威视公开分析资料显示，在晴朗的天气条件下，从物体表面反射的光线基本不会受大气中各种成分的影响发生散射、吸收、反射等现象，能够直接到达成像设备，获得清晰无雾图像。在有雾天气下，从物体表面反射的光线在到达成像设备的过程中会受到空气中悬浮颗粒的影响。气溶胶粒子是雾霾形成的主要因素，也是图像质量产生退化的根本原因。

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

　　海康威视实时视频透雾技术

　　海康威视(股票代码：002415)是全球领先的安防产品及行业解决方案提供商，在近万名员工中，从事研发人员约有3000人。2013年，海康威视位居全球视频监控第1位，全球安防50强第4位、亚洲第1位，在视频监控领域拥有344项专利，2万多种产品。

　　2013年5月2日，在接受浙江卫视《新闻联播》节目采访时，程玮表示，海康威视视频透雾技术实际上是采用了大气透射的模型，对图像的色彩、还原度、景深等进行滤波处理，使图像对比度更高、景深更好，清晰度也会更好。“透雾摄像头为城市瞭望沿海水域、治安监控等领域带来了画质的大幅提升，产品投放后一直保持着大幅度的增长。”

　　实时视频透雾图像与原始图像的对比

　　镜头透雾效果图

　　目前已知的透雾算法大致可以分为两大类:一种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。

　　海康威视结合安防监控领域的视频图像透雾的特殊要求，开发了一种实时视频透雾技术。该技术基于大气光学原理，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。

　　该实时视频透雾技术能够根据雾况的变化自动调整从而适应各种场景应用，避免出现近景透雾过度发黑而远景模糊的情况;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。

　　基于传统去雾方法与实时透雾技术效果对比

　　同时，这项实时视频透雾技术不但可以有效去除雾气带来的影响，而且能够避免对某些场景的过渡处理导致的色彩误差，以及雾气过度去除带来的不真实感。如上图，其中a是包含薄雾的图像，b是传统透雾方法的效果，c则是实时透雾技术处理后的效果。可以看到，由于雾气本身不厚，传统透雾方法b中由于缺乏自适应能力，红框内出现了发黑及色彩失真现象，c中的红框内图像效果则自然真实。【来源单位：海康威视】