透霧圖像生成方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本申請涉及視頻監控技術領域，尤其涉及透霧圖像生成方法及裝置。
【背景技術】
[0002] 透霧技術主要應用于大霧天氣或空氣污染等能見度不高的視頻監控場景中。目 前，透霧技術主要包括光學透霧和數字透霧，其中，光學透霧利用近紅外光波長較長，受霧 氣干擾較小的原理獲得比可見光下更加清晰的圖像；而數字透霧是基于圖像復原或圖像增 強的后端處理技術使圖像變得清晰。
[0003] 上述兩種透霧處理方法都具有一定的局限性：光學透霧攝取的圖像為黑白圖像， 且在物體對紅外光反射一致時會丟失圖像的對比度信息；而數字透霧是一種后期圖像增強 技術，雖然可以獲得彩色圖像，但對于傳輸過程中已經損失的信息無法恢復。可見，上述兩 種透霧處理方法各有利弊，透霧效果不夠理想。
【發明內容】
[0004] 有鑒于此，本申請提供了一種透霧圖像生成方法，該方法包括：
[0005] 獲取第一彩色圖像和紅外圖像；
[0006] 對所述第一彩色圖像進行增強處理生成第二彩色圖像；
[0007] 對所述第二彩色圖像進行亮色分離獲取第一亮度圖像和色彩圖像；
[0008] 對所述第一亮度圖像和所述紅外圖像進行圖像融合得到第二亮度圖像；
[0009] 將所述第二亮度圖像與所述色彩圖像進行合成生成透霧圖像。
[0010] 本申請還提供了一種透霧圖像生成裝置，該裝置包括：
[0011] 獲取單元，用于獲取第一彩色圖像和紅外圖像；
[0012] 增強單元，用于對所述第一彩色圖像進行增強處理生成第二彩色圖像；
[0013] 分離單元，用于對所述第二彩色圖像進行亮色分離獲取第一亮度圖像和色彩圖 像；
[0014] 融合單元，用于對所述第一亮度圖像和所述紅外圖像進行圖像融合得到第二亮度 圖像；
[0015] 生成單元，用于將所述第二亮度圖像與所述色彩圖像進行合成生成透霧圖像。
[0016] 本申請獲取第一彩色圖像和紅外圖像，對第一彩色圖像進行增強處理生成第二彩 色圖像，再對第二彩色圖像進行亮色分離獲取第一亮度圖像和色彩圖像，然后將第一亮度 圖像與紅外圖像進行融合生成第二亮度圖像，最后將生成的第二亮度圖像與前述色彩圖像 進行合成生成最終的透霧圖像。通過本申請可以獲得包含大量細節信息的彩色透霧圖像， 透霧處理效果更佳。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本申請一種實施例中透霧圖像生成方法的處理流程圖；
[0018] 圖2是本申請一種實施例中多分辨率融合流程示意圖；
[0019] 圖3是本申請一種實施例中透霧圖像生成裝置的基礎硬件示意圖；
[0020] 圖4是本申請一個實施例中的透霧圖像生成裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021] 為使本申請的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖對本申請所述 方案作進一步地詳細說明。下面的描述涉及附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數字 表示相同或相似的要素。以下示例性實施例中所描述的實施方式并不代表與本申請相一致 的所有實施方式。相反，它們僅是與如所附權利要求書中所詳述的、本申請的一些方面相一 致的裝置和方法的例子。
[0022] 在本申請使用的術語是僅僅出于描述特定實施例的目的，而非旨在限制本申請。 在本申請和所附權利要求書中所使用的單數形式的"一種"、"所述"和"該"也旨在包括多 數形式，除非上下文清楚地表示其他含義。還應當理解，本文中使用的術語"和/或"是指 并包含一個或多個相關聯的列出項目的任何或所有可能組合。
[0023] 應當理解，盡管在本申請可能采用術語第一、第二、第三等來描述各種信息，但這 些信息不應限于這些術語。這些術語僅用來將同一類型的信息彼此區分開。例如，在不脫離 本申請范圍的情況下，第一信息也可以被稱為第二信息，類似地，第二信息也可以被稱為第 一信息。取決于語境，如在此所使用的詞語"如果"可以被解釋成為"在……時"或"當…… 時"或"響應于確定"。
[0024] 透霧技術主要應用于大霧天氣或空氣污染等能見度不高的視頻監控場景中，通過 透霧處理過濾掉惡劣天氣的影響，獲得清晰的圖像，以滿足視頻監控的需求。目前，透霧技 術主要分為光學透霧和數字透霧。
[0025] 光學透霧利用近紅外光波長較長，受霧氣干擾較小，圖像的細節信息損失較少的 特點獲得比可見光下更加清晰的圖像，但是光學透霧獲取的圖像為黑白圖像，用戶體驗不 好，且當被拍攝物體對紅外光反射一致時，將丟失圖像的對比度信息，例如，拍攝藍底白字 車牌時需通過顏色識別車牌，但紅外光無法區分上述顏色，整個車牌對紅外光的反射一致， 因此，無法獲得車牌信息，也就失去了視頻監控的意義。
[0026] 而數字透霧是對可見光下接收的圖像進行復原或圖像增強處理使圖像變得清晰， 數字透霧雖然可以獲得彩色圖像，但對于傳輸過程中已經損失的信息無法恢復。可見，上述 兩種透霧處理方法各有利弊，透霧效果不夠理想。
[0027] 針對上述問題，本申請實施例提出一種透霧圖像生成方法，該方法獲取第一彩色 圖像和紅外圖像，對第一彩色圖像進行增強處理生成第二彩色圖像，再對第二彩色圖像進 行亮色分離獲取第一亮度圖像和色彩圖像，然后將第一亮度圖像與紅外圖像進行融合生成 第二亮度圖像，最后將生成的第二亮度圖像與前述色彩圖像進行合成生成最終的透霧圖 像。
[0028] 參見圖1，為本申請透霧圖像生成方法的一個實施例流程圖，該實施例對透霧圖像 生成過程進行描述。
[0029] 步驟110,獲取第一彩色圖像和紅外圖像。
[0030]第一彩色圖像為可見光下拍攝到的圖像；紅外圖像顧名思義為紅外光下拍攝到的 圖像。可通過以下實施方式獲取第一彩色圖像和紅外圖像：
[0031] 實施方式一：采用兩臺攝像機進行拍攝，一臺攝像機拍攝第一彩色圖像，另一臺攝 像機拍攝紅外圖像。
[0032] 實施方式二：采用既可以拍攝第一彩色圖像也可以拍攝紅外圖像的攝像機。通 常這種類型的攝像機包括可見光截止濾鏡以及對應的切換裝置，攝像機在可見光下拍攝第 一彩色圖像，再通過切換裝置切換到光學透霧模式，即通過可見光截止濾鏡濾除可見光，透 過紅外光以獲取紅外圖像。在一種較優的實施方式中，可見光截止濾鏡的中心波長可在 720nm~950nm波段范圍內選擇，以利用近紅外波段獲取較好的透霧效果。
[0033] 實施方式三：獲取原始圖像，對原始圖像進行處理后生成第一彩色圖像和紅外圖 像，具體過程如下：首先，獲取包含紅（R)、綠（G)、藍（B)和紅外（IR)分量的原始圖像（RAW 圖像）。本申請實施例中利用RGB-IR傳感器獲取上述原始圖像，RGB-IR傳感器最早用于測 距，后用于民用安防的普通監控場景中。在獲取原始圖像后，分別對原始圖像中的R、G、B以 及IR分量進行基于方向的插值處理，獲取各個分量圖像，將獲得的R、G、B分量圖像合成，生 成第一彩色圖像，將IR分量圖像作為紅外圖像。
[0034] 可見，實施方式三通過對原始圖像的處理可以同時獲取到第一彩色圖像和紅外圖 像，相較于實施方式一和實施方式二，實施方式三獲取的兩幅圖像沒有位置差異和時間差 異，不需要復雜的幀匹配和運動物體匹配；且節省了硬件成本（無需兩個攝像機配合或在 一臺攝像機中增加切換裝置）。
[0035] 步驟120,對所述第一彩色圖像進行增強處理生成第二彩色圖像。
[0036] 彩色圖像的增強處理主要采用暗通道透霧算法，該算法的計算量較大，通常無法 實現實時運行，且透霧處理效果有待提高。本申請實施例提出了一種改進的暗通道透霧算 法對第一彩色圖像進行增強處理以獲得更好的透霧處理效果，具體過程如下：
[0037] 通過計算第一彩色圖像中各個像素點的R、G、B分量最小值獲取初始暗通道圖像， 由于暗通道透霧處理對分辨率要求不高，因此，本申請實施例在獲取到初始暗通道圖像后， 對該初始暗通道圖像進行下采樣，例如，可根據初始暗通道圖像的大小進行2X2至6X6 的下采樣，以縮小初始暗通道圖像的分辨率，減少后續處理的運算量，提高透霧處理的實時 性。對下采樣后的暗通道圖像采用最小濾波器獲取一定鄰域內的最小值，生成粗糙的暗通 道圖像，以下簡稱粗糙暗通道圖像。
[0038] 對生成的粗糙暗通道圖像進行導向濾波得到精細的暗通道圖像，以下簡稱精細暗 通道圖像，具體計算過程如下：
[0039]mean^fmean(I)
[0040]meanp=Up)
[0041]corr^fmean(I. *1)
[0042] corrIp= fmean(I.*p)
[0043]varj=corrj-mearij.^mearij
[0044]covIp=corrb-meanj?氺meanp
[0045]a= covIp./(varx+^ )
[0046]b= meanp-a.^mearij
[0047] meana=fmean(a)
[0048] meanb=fmean(b)
[0049] q=meana. *I+meanb
[0050] 其中，
[0051] fmean(x) =boxfiIter(x)/boxfiIter(N)
[0052] N= 1+yXp/255
[0053]