[發明專利]監控視頻快速去霧方法

有效

• 申請號: 201710502958.4
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107360344B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 王柯儼;何旭升;李云松;胡妍;劉丹;郭杰;李嬌嬌
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04N5/21
• 分類號: H04N5/21;G06T5/00
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

本發明公開了一種監控視頻快速去霧方法，主要解決現有技術計算復雜度高，去霧后圖像細節模糊的問題。其方案是：在計算大氣光時，將有霧圖像進行上下對半劃分，并對有霧圖像的上半部分采用暗通道先驗求取大氣光；在計算單幀有霧圖像的透射率時，采用改進的引入自適應參數的快速透射率估計方法對透射率進行估計；在視頻處理流程上，采用相鄰幀差法以區分出背景和前景變動部分，只對前景變動部分的透射率進行計算，并用前一幀相同位置處的透射率計算結果作為當前幀背景部分的透射率。本發明不僅減小了計算透射率時的復雜性，而且提高去霧后圖像的細節清晰度?？捎糜趯Π瑥碗s運動目標且運動位移較大的監控場合。

技術領域

本發明屬于視頻、圖像處理領域,涉及一種監控視頻快速去霧方法,可用于對包含復雜運動目標且運動位移較大的監控場合。

背景技術

在有霧天氣情況下，成像設備捕獲的圖像經常會出現色彩偏移、對比度下降、整體偏白等圖像降質問題，使得戶外視頻監控系統的正常工作受到干擾，降低了該系統在目標檢測、跟蹤、識別等計算機視覺應用上所能發揮的效力。因此，對于監控視頻去霧的研究具有較強的實際意義。

目前，基于大氣散射模型的圖像和視頻去霧算法是研究關注的熱點，其關鍵問題在于對大氣光和透射率的求解。近年來提出的暗通道先驗去霧算法(He K,Sun J,TangX.Single image haze removal using dark channel prior[C]//Computer Vision andPattern Recognition,2009.CVPR 2009.IEEE Conference on.IEEE,2009:1956-1963.)，對于單幅圖像去霧取得了良好的效果。視頻由圖像序列組成，對于視頻去霧，最基本的方法則為基于單幀暗通道先驗的視頻去霧方法，即對視頻序列的每一幀采用暗通道先驗進行去霧。該方法不僅處理效率較低，而且未考慮視頻序列之間的連貫性，造成處理后視頻出現閃爍、偏色問題。為提高視頻去霧的效率并保證良好的效果，現有改進方法主要分為：(1)采用通用透射率的視頻去霧算法；(2)基于硬件加速的視頻去霧算法；(3)基于簡化暗通道先驗的視頻去霧算法。下面依次介紹。

文章“Xie B,Guo F,Cai Z.Fast Haze Removal Algorithm for SurveillanceVideo[J].Lecture Notes in Electrical Engineering,2012,135:235-241.”對應改進方法(1)，其考慮到監控像機一般架設較高且固定，場景中的大氣信息和背景信息相對穩定，因此采用通用透射率策略。首先進行場景的背景建模，得到背景圖像，然后采用暗通道先驗計算背景圖像的透射率，最后將該透射率用于視頻的每一幀進行去霧。該方法雖然簡單高效，但忽略了場景中運動目標對每一幀透射率估計的影響，所以對視頻中的運動物體及其周圍處理效果較差。

文章“劉東輝,蘭時勇,楊紅雨,等.基于暗原色先驗及運動檢測的視頻去霧方法[J].計算機工程與設計,2014,35(1):188-191.”對應方法(2)，其在暗通道先驗的基礎上，為提升處理速度并解決計算冗余，提出利用多線程及GPU加速技術分別求得背景和前景的透射率，然后進行透射率融合，最后根據融合后透射率進行去霧。該方法對于1280*720大小的高清視頻處理速度可以達到20幀/s以上，可滿足監控視頻實時處理的需求，但其不足之處在于，首先對于復雜場景的背景建模不佳，另外暗通道先驗規律不太適用于對包含大量較亮區域的場景進行去霧，再者額外的硬件增加了系統的應用成本。