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(jué)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。
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。基于模糊邏輯的方法透霧的效果不夠理想。
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(jué)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。
在圖像處理中，一般用下述模型來(lái)表達(dá)所看到的有霧圖像：
I(x)=J(x)t(x)+A(1-t(x))
I代表所看到的圖像強(qiáng)度，J是景物光線強(qiáng)度，A是大氣光成分，t是用來(lái)描述光線通過(guò)媒介時(shí)沒(méi)有被散射掉的那部分。透霧的目標(biāo)就是從I中恢復(fù)出J、A、t、J即對(duì)應(yīng)于透霧后的結(jié)果圖像。其中，J(x)t(x)稱為直接衰減項(xiàng)，代表的是景物光線在媒介中經(jīng)過(guò)衰減后的部分，A(1-t(x))為大氣光成分，由前方散射引起。
在充分分析透霧理論的優(yōu)勢(shì)與不足，并進(jìn)行深入的研究探索后，海康威視結(jié)合安防監(jiān)控領(lǐng)域的視頻圖像透霧的特殊要求，開(kāi)發(fā)了一種實(shí)時(shí)視頻透霧技術(shù)。該技術(shù)基于大氣光學(xué)原理，區(qū)分圖像不同區(qū)域景深與霧濃度進(jìn)行濾波處理，獲得準(zhǔn)確、自然的透霧圖像。
該實(shí)時(shí)視頻透霧技術(shù)能夠根據(jù)霧況的變化自動(dòng)調(diào)整從而適應(yīng)各種場(chǎng)景應(yīng)用，避免出現(xiàn)近景透霧過(guò)度發(fā)黑而遠(yuǎn)景模糊的情況;同時(shí)兼顧了實(shí)現(xiàn)的效率與復(fù)雜度，保證了整個(gè)透霧的實(shí)時(shí)性與可工程化。
同時(shí)，這項(xiàng)實(shí)時(shí)視頻透霧技術(shù)不但可以有效去除霧氣帶來(lái)的影響，而且能夠避免對(duì)某些場(chǎng)景的過(guò)渡處理導(dǎo)致的色彩誤差，以及霧氣過(guò)度去除帶來(lái)的不真實(shí)感。如圖1，其中a是包含薄霧的圖像，b是傳統(tǒng)透霧方法的效果，c則是實(shí)時(shí)透霧技術(shù)處理后的效果?？梢钥吹?，由于霧氣本身不厚，傳統(tǒng)透霧方法b中由于缺乏自適應(yīng)能力，紅框內(nèi)出現(xiàn)了發(fā)黑及色彩失真現(xiàn)象，c中的紅框內(nèi)圖像效果則自然真實(shí)。
實(shí)時(shí)視頻透霧技術(shù)與其它透霧方法相比的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾方面：
· 透霧能力強(qiáng)。實(shí)時(shí)視頻透霧技術(shù)能夠根據(jù)不同的景深準(zhǔn)確的去除相應(yīng)程度的霧氣。傳統(tǒng)圖像增強(qiáng)的方法可能出現(xiàn)近景透霧效果較好而遠(yuǎn)景則仍殘余朦朧霧氣;而基于圖像復(fù)原方法的透霧效果與選擇成分的準(zhǔn)確性有關(guān)，成分選擇準(zhǔn)確則透霧處理效果較好，如成分選擇不準(zhǔn)確則可能出現(xiàn)很糟的結(jié)果，因此該方法的透霧算法性能不夠穩(wěn)定;
· 通透性好。經(jīng)過(guò)實(shí)時(shí)視頻透霧技術(shù)處理后的圖像很通透，有較好的對(duì)比度。而其它方法因?yàn)閷?duì)景深估計(jì)不準(zhǔn)確而殘余了霧氣,使透霧后的圖像并不是很通透;
· 細(xì)節(jié)保留程度高。實(shí)時(shí)視頻透霧技術(shù)中包含保持細(xì)節(jié)的特殊處理，因此透霧后的圖像能把原來(lái)隱藏在霧氣后的細(xì)節(jié)信息繼續(xù)保留甚至部分增強(qiáng)，這也是其它方法難以達(dá)到的;
· 色彩的飽和度高、還原能力強(qiáng)。實(shí)時(shí)視頻透霧技術(shù)不會(huì)改變圖像的色調(diào)而僅僅是增加其色彩的飽和度，其它透霧方法則可能出現(xiàn)色調(diào)失真的問(wèn)題;
· 不會(huì)引起圖像偏暗現(xiàn)象。實(shí)時(shí)視頻透霧技術(shù)由于包含有亮度提升性能，不會(huì)出現(xiàn)結(jié)果圖像偏暗的現(xiàn)象。其他方法則可能引起對(duì)比度降低的問(wèn)題;
· 應(yīng)用范圍廣泛。實(shí)時(shí)視頻透霧技術(shù)也可用于對(duì)無(wú)霧的圖像進(jìn)行處理，提高原圖的對(duì)比度與飽和度，同時(shí)能夠改善圖像的通透感，起到提升圖像視覺(jué)品質(zhì)的作用。
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