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宇视摄像机透雾解析:科技正能量穿透雾霾
来源:  作者:  时间:2013-12-16  


介绍: 最近一周以来,一场罕见的大范围雾霾笼罩着我国,从华北到东南沿海、甚至是西南地区,已陆续有25个省份、100多座大中城市不同程度出现雾霾天气,覆盖了近一半的国土。PM2.5、雾、空气中的液滴和固体小颗粒使户外监控图

最近一周以来,一场罕见的大范围雾霾笼罩着我国,从华北到东南沿海、甚至是西南地区,已陆续有25个省份、100多座大中城市不同程度出现雾霾天气,覆盖了近一半的国土。PM2.5、雾、空气中的液滴和固体小颗粒使户外监控图像色彩黯淡,一些重要目标的细节更是淹没在雾霾中难以被察觉。因此,透雾技术成为室外高清视频监控系统一个重要的命题。

早在2013年初,宇视网络摄像机(IPC)就全面展示了透雾功能,为宇视自研机芯标配。在“无微不至——不仅仅是卓越高清的”理念驱动下,宇视摄像机拥有业界首创的54项领先技术,覆盖ISP处理、调焦、编码、存储、系统管理、结构造型、工程设计等各个方面,更涉及智能温控、绿色节能等方面的环保努力。

雾霾天影响成像的原因

雾霾天气条件下,大气中悬浮着大量的粒子,会对光线产生较强的散射作用。雾霾对视频监控系统的主要影响有以下几个方面:

1)物体表面的反射光由于大气粒子的散射而产生衰减,造成物体成像的对比度下降;

2)反射光经大气粒子前向散射作用参与其它像素点成像,导致图像模糊、细节丢失;

3)部分大气粒子的粒径较大,在成像过程中成为噪声;

4)与成像无关的自然光经过大气粒子的散射,进入图像传感器参与成像,这种后向散射作用造成图像饱和度、对比度降低及色调偏移。

物理透雾与数字透雾

摄像机透雾技术分为物理透雾以及数字透雾。

物理透雾(光学透雾)主要由镜头实现,高清透雾镜头一般业内在大电动变倍镜头上才实现,价格昂贵,一般应用于港口、森林高点等场景。宇视部分摄像机可以配合透雾镜头实现透雾的ICR配合,在雾天模式下实现更清晰的黑白图像。

数字透雾是在摄像机ISP或者后端软件上可实现,基于人类视觉感知模型设计的后端图像复原技术,以低成本、易部署等特点,适宜广泛应用于城市监控中。这里展示的彩色透雾是宇视的数字透雾处理技术,充分发挥全局图像增强算法和局部增强算法的优势,在现有算法基础上做了优化,使图像细节和噪声抑制达到平衡,在保证透雾图像细节得到增强和还原的同时,有效抑制传统算法引入的画面噪声,和块状效应在雾霾天气应用时,彩色可视距离超过肉眼两倍以上,有效提高了在雾霾天气中应用的图像效果。

近年来,安防厂商陆续提出基于图像增强的透雾技术,大部分采用全局直方图均衡化的方法,该算法简单,具有一定的视觉效果;也有些厂商在此基础上提出基于大气模型对不同景深进行区域滤波的方法,但是这种方案需要对雾气浓度和景深进行估计,算法易用性差,且透雾图像存在噪声和块状效应,实际效果并不理想。

雾天下的原始画面(上)与开启透雾功能后的对比

工业化问题工业党解决

雾霾危害健康,人人厌恶实属正常。但雾霾又系工业化伴生的副产品,与工业化与生俱来。在享受着工业文明的巨大收益的同时,中国当下的雾霾,一不能脱离国家发展阶段,二不能脱离13.5亿人口这个最大的国情。作为技术和精工驱动的宇视工业党,为本行业责无旁贷地提供一己之力的解决方案。

宇视副总裁兼研发总裁刘常康表示:“IPC集机械、光学、图像、网络、恶劣环境应用于一身,为了攻克网络摄像机的技术难题,宇视启动了IPC为期半年的部件专项技术攻关,共涉及69个大项,206小项,构筑了在机电设计、ISP图像、工程应用、生产测试等领域的先进技术基础。”

在公司成立两周年之际,宇视共完成球机、枪机、半球、筒机、卡口、电警、一体机全系列,共计近500款IP前端设备的上市发布。在IP前端设备的开发中新产生专利61件,其中已获授权20件,受理中41件;覆盖ISP处理、调焦、编码、存储、系统管理、结构造型、工程设计等各个方面。让行业认识到宇视不仅懂网络、懂存储、懂解决方案,也懂前端,更是鲜明地塑造了宇视产品精工制造的品牌形象。


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