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一种实时去雾、去霾、去沙尘的图像处理技术

富士通研究开发中心有限公司

北京, 2012-12-14

富士通研究开发中心有限公司(1)开发了一种高速去雾技术,可以快速对雾、霾、沙尘、以及大气污染所影响的图像进行处理,得到清晰的复原图像。

此技术相对已有的技术,处理速度提高了100倍,在PC上使用软件可实时处理720×480大小的图像。同时,本技术具有低计算量和低内存需求的特征,可以将其实现在低复杂度的硬件上,并将此硬件和监控摄像头融为一体。

【 开发背景 】

近年来,为了给人们提供更加安全安心的生活环境,很多地方设置了监控摄像头。在室外设置的摄像头会受各种自然环境变化的影响,很难保持稳定的可视性。特别是在大雾、沙尘、以及大气污染的情况下,会出现长时间画面模糊,无法看见车和行人的通行状况以及无法阅读车牌号等问题。

【 课题 】

针对有雾情况下提高可视性的技术主要有以下两种:

1. (雾修正)对有雾图像整体进行亮度和对比度调节

• 处理速度很快,但质量不高。

2. (去雾)推测每一个像素点的雾浓度,将雾去除

• 画面质量会变好,但是处理速度慢。

本次开发的技术是基于去雾方式的。去雾理论基本的思想是,“有雾图像=清晰图像+雾的浓度”。也就是说,有雾图像就是被雾污染的清晰图像,将推测出来浓度的雾去除掉,就会得到清晰的图像。

基于去雾方式的技术,为了得到高画质的图像,需要对每一个像素求最优值,因此需要大尺寸的复杂滤波器。因为计算复杂度比较高,使用软件计算比较慢,而使用硬件的话,计算复杂和内存需求又会很高。因此本课题研究的是在维持高性能的前提下,降低处理复杂度和内存消耗。

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图1.去雾技术的原理图

【 我们开发的技术 】

下面是图像去雾的流程图:

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其中,透射图变换在现有技术里是特别费时的一个步骤。针对此,我们开发了快速去雾算法:

• 快速去雾算法

从输入图像生成2种简单变换图(Coarse/Fine),并组合使用这两种变换图进行局部滤波操作,以实现高速高画质的去雾算法。

我们基于以下来估计大气光:

• 雾和霾的颜色具有一致性,很少发生偏色。而自然界物体的颜色大多数不一样,有其自身的特性。

• 雾的颜色特性是,背景的最远处认为是雾最浓的部分,而一致性保持的最好的地方就是天空。

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图2.估算大气光



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图3.透射图变换

【 效果 】

(1) 软件实现高品质实时处理

(2) 处理结果

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【 今后的工作 】

我们将对开发的算法进行现场测试和改良,目标是在2013年实用化。同时,我们也将考虑使用硬件来实现,并与监控摄像头及车载摄像头进行可能的融合,以实现更广泛的应用环境。


  • [1] 一种实时去雾、去霾、去沙尘的图像处理技术

    富士通研究开发中心有限公司:董事长 佐佐木繁。总公司地址:中国北京市。

富士通研究开发中心有限公司

富士通研究开发中心有限公司是日本富士通株式会社投资440万美元在中国境内设立的第一家独资法人研发机构。公司的研究领域覆盖了富士通株式会社的所有业务范围,即信息处理、通信、半导体和软件服务4大领域。
公司成立于1998年2月,公司的经营范围涉及多媒体系统的硬件、软件、半导体元器件与材料的技术开发和技术转让,提供相关的技术服务与咨询。
如需更多资讯,请浏览:http://www.fujitsu.com/cn/about/local/subsidiaries/frdc/

电话: 电话: (021)6335-0606
邮箱: 邮箱:defogging@cn.fujitsu.com
公司:富士通研究开发中心有限公司上海分公司
媒体平台技术研究部

新闻ID: 2012年12月14日
日期: 2012-12-14
城市: 北京
公司: 富士通研究开发中心有限公司