[发明专利]一种实时高清视频自适应去雾方法及装置

说明书

本发明涉及一种实时高清视频自适应去雾方法及装置，该装置包括视频图像采集模块，视频图像去雾处理模块，通讯接口模块，视频图像编码与显示模块；视频图像采集模块实现视频信号的采集与解码，视频图像去雾处理模块实现视频信号的去雾处理，通讯接口模块实现装置与上位机的指令交换，视频图像编码与显示模块实现视频的编码输出与显示。该方法是根据高清图像数据量大的特点，采用合理的假设，提出了一种计算量较小的透射率与大气光强的估计方法；在提高去雾效果的同时大大降低了计算量，保证去雾算法的实时性，同时使图像更加平滑，更加自然。本发明结构简单，易于实现，可以根据雾、霾的浓度自适应选择去雾强度，更加的智能化和人性化。

技术领域

本发明涉及一种实时高清视频自适应去雾方法及装置，可用于验证包括实时高清视频自适应去雾算法在内的多种去雾方法；针对不同的雾、霾情况提出了一种实时高清视频自适应去雾算法，该方法能针对高清视频实现实时自适应的去雾功能，能够显著改善视频的采集与观测效果，属于视频/图像处理、计算机视觉领域。

背景技术

随着计算机视觉系统的发展及其在军事、交通以及安全监控等领域的应用，图像去雾已成为计算机视觉的重要研究方向。在雾、霾之类的恶劣天气下采集的图像会由于大气散射的作用而被严重降质，使图像颜色偏灰白色，对比度降低，物体特征难以辨认，不仅使视觉效果变差，图像观赏性降低，还会影响图像后期的处理，更会影响各类依赖于光学成像仪器的系统工作，如卫星遥感系统、航拍系统、室外监控和目标识别系统等。

去雾装置已经在实际中得到了广泛应用。但现有的去雾装置通常只能实现标清视频的实时去雾，或者根本无法满足实时性的要求，或者无法满足去雾强度的自适应选择。为了解决这一系列问题，本发明设计了一种实时高清视频自适应去雾装置及方法，该装置能够自动判断雾、霾浓度的大小，自适应选择去雾强度，实现实时高清视频自适应去雾功能。

实时高清视频自适应去雾方法依然采取了逐帧计算图像透射率与大气光强的思路，但是为了实时性的要求，采用上一帧图像计算的大气光强度和透射率来近似当前帧图像的大气光强度和透射率。利用FPGA的并行计算特点，通过设计并行算计方法，提高计算去雾算法的运行速度，保证在高清视频下仍能保证实时性；

去雾方法的研究是目前机器视觉领域的热点之一，吸引了国内外多家研究机构的关注；2009年发表于国际顶级会议CVPR的文献《Single Image Haze Removal Using DarkChannel Prior》对去雾方法进行了研究，取得了较好的实际效果，但是该方法对于存在大面积天空的雾化图像处理时，出现失真，这是由于天空区域不满足暗通道先验导致的，同时文章提出的计算透射率的soft matting方法虽然能够得到较为精细的透射率图，但是计算复杂，无法满足实时性的要求。能够自适应各种自然场景，自动选择去雾算法强度，以及满足实时性要求对于实现实时高清去雾功能至关重要，因此研究针对实时高清视频的自适应去雾方法及装置具有重要意义。

公布号为CN 107071353 A的中国专利文件公开了一种图像去雾装置。该方法选用TMS320DM6437芯片作为处理器，解码芯片选用TVP5150模数转换器，只能对标清图像数据进行处理，并且对于不同强度的雾图像只能通过人工选择的方法选择不同去雾算法，不能自适应选择去雾算法。

公布号为CN 107194894 A的中国专利文件公开了一种视频去雾方法及其系统。该方法采用基于Dark Channel Prior的去雾方法，能够实现对监控视频的有效去雾，但是无法保证实时性。

发明内容

本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种实时高清视频自适应去雾方法及装置，以解决现有实时摄像系统所提取的图像质量退化，图像模糊不清，图像视觉效果不佳等问题。

本发明所采用的技术方案是：发明了一种图像去雾装置，该装置包括视频图像采集模块，视频图像去雾处理模块，通讯接口模块，视频图像编码与显示模块。