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大雾黄色预警,透雾技术为监控擦亮“眼睛”

我爱方案网| 大雾,透雾技术,监控| 2012-10-29
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导读:26日,河北省多地出现大雾天气,保定两县出现能见度不足30米的强浓雾,该省气象局一日连发两次大雾黄色预警信号。深秋大雾给交通出行带来多不便,交通管制摄像监控能不能透过大雾正常监控。摄像机透雾技术就显得十分必要。随着雾霾越来越成为一种常见的天气现象,实时视频透雾技术为视频监控领域带来多方面的价值。

镜头透雾技术

传统的视频监控设备无一例外的都有一个弊端,就是在夜间和雾天的监控效果十分不理想,而夜间和雾天又是案件多发时间。另外,对于距离稍远的监控,几乎更是一片空白。

透雾原理是这样的,在不可见光的范围内,有一频率的光可以穿透雾气,但是由于起波长不同,所以需要在摄像机上进行处理,以达到对其聚焦的目的,同时还需要在摄像机上进行重新设计,用来将这一频率的不可见光进行成像,由于这个不可见光没有对应的可见光色彩图,所以在监视器上呈现的图像为黑白颜色。透过云雾、水气拍摄物体,相当于透过了两重透镜(水珠与实际透镜),除了R光线可以正确聚焦在CCD成像面上,RGB光线中的GB均无法正常的投射在CCD成像面上,这样就造成了普通模式镜头无法正常、清晰的得到云雾、水气中的图像。

过去CCTV镜头还处于300mm以下阶段时,观测距离一般限定在1公里以内,这种应用对天气能见度的要求比较低,但是焦距已经发展到750mm的今天,雾天对监控图像的影响就不得不引起我们的重视了。这种情况尤其是在高速公路、森林防火、油田监控和离海面较近的港口码头等远距离监控中尤为重要。这种环境往往更容易产生雾气,使24小时不间断监控面临新的挑战。

针对这种情况,少数有设计、研发能力的厂商经过努力开发出了具有透雾功能的镜头,并成功实现了成品上市。这种技术的出现,大大拓宽了视频监控的应用范围,并且是人类依靠聪明智慧战胜自然环境的又一经典案例。市场上少数厂商在不具备生产透雾镜头产品能力的情况下,使用普通的产品充当透雾镜头来销售,宣称具有透雾功能,是极不负责任的行为。当然,在实际测试中无法蒙混过关,最终摆脱不了被淘汰的命运,但给对此功能有需求的用户在产品选择上制造了许多障碍和浪费许多时间。

最近PM2.5这一气象领域专业词汇成为社会关注的流行话题。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频发,同时也使户外监控视频质量明显降低。在雾霾天气下,图像色彩黯淡、对比度变低,一些重要目标的细节更是淹没在雾气中难以被察觉,视频监控系统的实用性受到很大影响。

因此,去除视频中的雾气,进而改善画质,成为提升户外监控系统应用价值越发重要的一项关键技术。

视频透雾技术在视频监控领域的应用

实时视频透雾技术能够从多个角度提升视频监控的质量。首先它是一种透雾技术,可以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,能够明显提升图像的对比度、使图像变通透、清晰;能够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;能够提升图像的饱和度,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。该透雾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的准确透雾处理;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;由于该透雾技术能够得出精确的景深信息,对同一场景中非均匀的雾气能准确的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已初步实现,实际采集的透雾处理效果见图2(a)与2(b)。其为一幅图像的两侧,左侧为透雾后的图像,右侧为未进行透雾的原始图像。可以明显看出,左侧图像在细节、通透性、色彩等各方面均有显著提高。

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