CN105635526A - 一种应用于视频监控***的实时视频去雾方法及*** - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种应用于视频监控***的实时视频去雾方法及***，该方法包括：将当前帧图像与前一帧图像进行实时比对分析，得到当前帧图像中的透射率共用区域和透射率待求区域；将前一帧图像在透射率共用区域上所对应的透射率图作为当前帧图像在透射率共用区域上的透射率图，并重新计算当前帧图像在透射率待求区域上的透射率图，得到当前帧图像的完整透射率图；利用当前帧图像对应的图像信息、当前帧图像的完整透射率图以及当前大气光照值，对当前帧图像进行去雾处理，并将得到的去雾图像实时地发送至显示屏。本申请在相机灵活转动的情况下，实现了快速的视频去雾处理的目的。

Description

一种应用于视频监控***的实时视频去雾方法及***

技术领域

本发明涉及视频处理技术领域，特别涉及一种应用于视频监控***的实时视频去雾方法及***。

背景技术

当前，为了确保电站的安全运行，避免遭受外界环境的干扰破坏，通常在电站的四周安装视频监控***，以对电站的四周环境进行实时监控。

然而，由于电站往往是处于山区，其所在的区域经常会出现带雾天气，这样便会造成电站四周的视频监控***所监控到的画面不清晰。由此，需要对监控视频进行实时的去雾处理。可是，现有的视频去雾处理方法通常是对位置固定的相机所采集的帧图像进行去雾，这种情况下，相机的位置无法灵活变动，降低了监控效果。而在一些可灵活转动相机的视频监控***中，其采用的视频去雾处理方法通常是对相机所采集到的每一帧图像均进行独立的图像去雾处理，然后将每一帧经过独立去雾处理的图像发送到显示屏，这种对每一帧图像均需要进行重新独立的去雾处理的方式显然会造成大量的数据计算过程，从而大幅降低了去雾速率。

综上所述可以看出，如何在相机灵活转动的情况下，实现快速的视频去雾处理是目前亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种应用于视频监控***的实时视频去雾方法及***，在相机灵活转动的情况下，实现了快速的视频去雾处理的目的。其具体方案如下：

一种应用于视频监控***的实时视频去雾方法，所述视频监控***包括相机和显示屏；所述方法包括：

获取所述相机采集的当前帧图像；

将当前帧图像与前一帧图像进行实时比对分析，得到当前帧图像中的透射率共用区域和透射率待求区域；所述透射率共用区域为当前帧图像上能与前一帧图像共用透射率图的区域，所述透射率待求区域为当前帧图像上透射率图有待重新求解的区域；

将前一帧图像在所述透射率共用区域上所对应的透射率图作为当前帧图像在所述透射率共用区域上的透射率图，并重新计算当前帧图像在所述透射率待求区域上的透射率图，得到当前帧图像的完整透射率图；

利用当前帧图像对应的图像信息、当前帧图像的完整透射率图以及当前大气光照值，对当前帧图像进行去雾处理，并将得到的去雾图像实时地发送至所述显示屏。

优选的，所述将当前帧图像与前一帧图像进行实时比对分析，得到当前帧图像中的透射率共用区域和透射率待求区域的过程，包括：

将当前帧图像与前一帧图像进行比对，以确定所述相机当前所处的作业环境；

若所述相机所处的作业环境为所述相机固定并且相机场景内无移动物体，则将当前帧图像的全局作为当前帧图像中的透射率共用区域；

若所述相机所处的作业环境为所述相机固定并且相机场景内有移动物体，则将当前帧图像中物体移动区域作为当前帧图像的透射率待求区域，将当前帧图像中非物体移动区域作为当前帧图像的透射率共用区域；

若所述相机所处的作业环境为所述相机处于移动状态，则将当前帧图像与前一帧图像之间的公共区域作为当前帧图像的透射率共用区域，将当前帧图像与前一帧图像之间的非公共区域作为当前帧图像的透射率待求区域。

优选的，所述将当前帧图像与前一帧图像进行比对，以确定所述相机当前所处的作业环境的过程，包括：

对当前帧图像和前一帧图像进行帧差分处理，得到差分图像；

对所述差分图像进行二值化处理，得到二值图像，并统计所述二值图像中像素值大于0的像素总数；

若所述像素总数大于或等于第一阈值，则判定所述相机当前所处的作业环境为所述相机处于移动状态；

若所述像素总数小于或等于第二阈值，则判定所述相机当前所处的作业环境为所述相机固定并且相机场景内无移动物体；

若所述像素总数小于所述第一阈值并大于所述第二阈值，则判定所述相机固定并且相机场景内有移动物体。

优选的，若所述相机所处的作业环境为所述相机处于移动状态，则当前帧图像与前一帧图像之间的公共区域的确定过程，包括：

若所述相机所处的作业环境为所述相机处于移动状态，则分别提取当前帧图像和前一帧图像的角点特征；

对当前帧图像的角点特征与前一帧图像的角点特征进行匹配，得到相应的匹配点对；

利用所述匹配点对以及最小二乘法，相应地求取所述相机的旋转平移矩阵；

利用所述旋转平移矩阵，对当前帧图像和前一帧图像进行重叠区域匹配处理，确定出当前图像与前一帧图像之间的公共区域。

优选的，当前帧图像在所述透射率待求区域上的透射率图的计算过程，包括：

基于暗通道先验理论，求取与所述透射率待求区域对应的初始透射率图；

将所述透射率待求区域的RGB通道取最小值，得到相应的第一图像；

对所述第一图像进行双边滤波处理，得到相应的局部均值图像；

计算所述第一图像与所述局部均值图像之间的差异，得到相应的差异图像；

对所述差异图像进行双边滤波，得到第二图像；

利用所述第一图像、所述第二图像和当前大气光照值，求取相应的导向图；

根据导向滤波算法，对所述初始透射率图和所述导向图进行导向滤波处理，得到当前帧图像在所述透射率待求区域上的透射率图。

本发明还公开了一种应用于视频监控***的实时视频去雾***，所述视频监控***包括相机和显示屏；所述***包括：

图像采集模块，用于获取所述相机采集的当前帧图像；

比对分析模块，用于将当前帧图像与前一帧图像进行实时比对分析，得到当前帧图像中的透射率共用区域和透射率待求区域；所述透射率共用区域为当前帧图像上能与前一帧图像共用透射率图的区域，所述透射率待求区域为当前帧图像上透射率图有待重新求解的区域；

透射率图确定模块，用于将前一帧图像在所述透射率共用区域上所对应的透射率图作为当前帧图像在所述透射率共用区域上的透射率图，并重新计算当前帧图像在所述透射率待求区域上的透射率图，得到当前帧图像的完整透射率图；

图像去雾模块，用于利用当前帧图像对应的图像信息、当前帧图像的完整透射率图以及当前大气光照值，对当前帧图像进行去雾处理，并将得到的去雾图像实时地发送至所述显示屏。

优选的，所述比对分析模块包括：

图像比对器，用于将当前帧图像与前一帧图像进行比对，以确定所述相机当前所处的作业环境；

第一图像分析器，用于当所述相机所处的作业环境为所述相机固定并且相机场景内无移动物体，则将当前帧图像的全局作为当前帧图像中的透射率共用区域；

第二图像分析器，用于当所述相机所处的作业环境为所述相机固定并且相机场景内有移动物体，则将当前帧图像中物体移动区域作为当前帧图像的透射率待求区域，将当前帧图像中非物体移动区域作为当前帧图像的透射率共用区域；

第三图像分析器，用于当所述相机所处的作业环境为所述相机处于移动状态，则将当前帧图像与前一帧图像之间的公共区域作为当前帧图像的透射率共用区域，将当前帧图像与前一帧图像之间的非公共区域作为当前帧图像的透射率待求区域。

优选的，所述图像比对器包括：

差分处理单元，用于对当前帧图像和前一帧图像进行帧差分处理，得到差分图像；

二值化处理单元，用于对所述差分图像进行二值化处理，得到二值图像，并统计所述二值图像中像素值大于0的像素总数；

第一判定单元，用于若所述像素总数大于或等于第一阈值，则判定所述相机当前所处的作业环境为所述相机处于移动状态；

第二判定单元，用于若所述像素总数小于或等于第二阈值，则判定所述相机当前所处的作业环境为所述相机固定并且相机场景内无移动物体；

第三判定单元，用于若所述像素总数小于所述第一阈值并大于所述第二阈值，则判定所述相机固定并且相机场景内有移动物体。

优选的，所述第三图像分析器包括：

特征提取单元，用于若所述相机所处的作业环境为所述相机处于移动状态，则分别提取当前帧图像和前一帧图像的角点特征；

特征匹配单元，用于对当前帧图像的角点特征与前一帧图像的角点特征进行匹配，得到相应的匹配点对；

矩阵求取单元，用于利用所述匹配点对以及最小二乘法，相应地求取所述相机的旋转平移矩阵；

公共区域确定单元，用于利用所述旋转平移矩阵，对当前帧图像和前一帧图像进行重叠区域匹配处理，确定出当前图像与前一帧图像之间的公共区域。

优选的，所述透射率图确定模块包括：

初始透射率图求取单元，用于基于暗通道先验理论，求取与所述透射率待求区域对应的初始透射率图；

通道处理单元，用于将所述透射率待求区域的RGB通道取最小值，得到相应的第一图像；

第一双边滤波单元，用于对所述第一图像进行双边滤波处理，得到相应的局部均值图像；

图像差异计算单元，用于计算所述第一图像与所述局部均值图像之间的差异，得到相应的差异图像；

第二双边滤波单元，用于对所述差异图像进行双边滤波，得到第二图像；

导向图求取单元，用于利用所述第一图像、所述第二图像和当前大气光照值，求取相应的导向图；

透射率图确定单元，用于根据导向滤波算法，对所述初始透射率图和所述导向图进行导向滤波处理，得到当前帧图像在所述透射率待求区域上的透射率图；

透射率图合并单元，用于将将前一帧图像在所述透射率共用区域上所对应的透射率图作为当前帧图像在所述透射率共用区域上的透射率图，并将当前帧图像在所述透射率共用区域上的透射率图与当前帧图像在所述透射率待求区域上的透射率图进行合并，得到当前帧图像的完整透射率图。

本发明中，实时视频去雾方法包括：将当前帧图像与前一帧图像进行实时比对分析，得到当前帧图像中的透射率共用区域和透射率待求区域；将前一帧图像在透射率共用区域上所对应的透射率图作为当前帧图像在透射率共用区域上的透射率图，并重新计算当前帧图像在透射率待求区域上的透射率图，得到当前帧图像的完整透射率图；利用当前帧图像对应的图像信息、当前帧图像的完整透射率图以及当前大气光照值，对当前帧图像进行去雾处理，并将得到的去雾图像实时地发送至显示屏。可见，本发明在获取到当前帧图像后，需要将其与前一帧图像进行实时比对分析，以确定相应的透射率共用区域和透射率待求区域，然后只需将前一帧图像在透射率共用区域上对应的透射率图作为当前帧图像在透射率共用区域上的透射率图，而无需重新计算当前帧图像在透射率共用区域上的透射率图，仅需要对当前帧图像在透射率待求区域上的透射率图进行计算便可，这样，当相机处于转动的情况下，只需对每一帧图像中的少量区域进行透射率图的计算，由此便可大幅减少对每一帧图像进行去雾处理时所需的数据计算量，从而能够快速地获取每一帧图像所对应的完整透射率图，进而可快速地进入后续的去雾处理，也即，本发明在相机灵活转动的情况下，实现了快速的视频去雾处理的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种应用于视频监控***的实时视频去雾方法流程图；

图2为本发明实施例公开的一种应用于视频监控***的实时视频去雾***；

图3为本发明实施例公开的一种具体的应用于视频监控***的实时视频去雾***。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种应用于视频监控***的实时视频去雾方法，上述视频监控***包括相机和显示屏；参见图1所示，上述方法包括：

步骤S11：获取相机采集的当前帧图像；

步骤S12：将当前帧图像与前一帧图像进行实时比对分析，得到当前帧图像中的透射率共用区域和透射率待求区域；透射率共用区域为当前帧图像上能与前一帧图像共用透射率图的区域，透射率待求区域为当前帧图像上透射率图有待重新求解的区域；

步骤S13：将前一帧图像在透射率共用区域上所对应的透射率图作为当前帧图像在透射率共用区域上的透射率图，并重新计算当前帧图像在透射率待求区域上的透射率图，得到当前帧图像的完整透射率图；

步骤S14：利用当前帧图像对应的图像信息、当前帧图像的完整透射率图以及当前大气光照值，对当前帧图像进行去雾处理，并将得到的去雾图像实时地发送至显示屏。

可以理解的是，当获取到任一帧图像的完整透射率图后，需要对该完整透射率图进行存储处理。

本发明实施例中，实时视频去雾方法包括：将当前帧图像与前一帧图像进行实时比对分析，得到当前帧图像中的透射率共用区域和透射率待求区域；将前一帧图像在透射率共用区域上所对应的透射率图作为当前帧图像在透射率共用区域上的透射率图，并重新计算当前帧图像在透射率待求区域上的透射率图，得到当前帧图像的完整透射率图；利用当前帧图像对应的图像信息、当前帧图像的完整透射率图以及当前大气光照值，对当前帧图像进行去雾处理，并将得到的去雾图像实时地发送至显示屏。

可见，本发明实施例在获取到当前帧图像后，需要将其与前一帧图像进行实时比对分析，以确定相应的透射率共用区域和透射率待求区域，然后只需将前一帧图像在透射率共用区域上对应的透射率图作为当前帧图像在透射率共用区域上的透射率图，而无需重新计算当前帧图像在透射率共用区域上的透射率图，仅需要对当前帧图像在透射率待求区域上的透射率图进行计算便可，这样，当相机处于转动的情况下，只需对每一帧图像中的少量区域进行透射率图的计算，由此便可大幅减少对每一帧图像进行去雾处理时所需的数据计算量，从而能够快速地获取每一帧图像所对应的完整透射率图，进而可快速地进入后续的去雾处理，也即，本发明实施例在相机灵活转动的情况下，实现了快速的视频去雾处理的目的。

本发明实施例公开了一种具体的应用于视频监控***的实时视频去雾方法，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。具体的：

上一实施例步骤S12的过程具体可以包括：

步骤S121：将当前帧图像与前一帧图像进行比对，以确定相机当前所处的作业环境；

步骤S122：若相机所处的作业环境为相机固定并且相机场景内无移动物体，则将当前帧图像的全局作为当前帧图像中的透射率共用区域；

步骤S123：若相机所处的作业环境为相机固定并且相机场景内有移动物体，则将当前帧图像中物体移动区域作为当前帧图像的透射率待求区域，将当前帧图像中非物体移动区域作为当前帧图像的透射率共用区域；

步骤S124：若相机所处的作业环境为相机处于移动状态，则将当前帧图像与前一帧图像之间的公共区域作为当前帧图像的透射率共用区域，将当前帧图像与前一帧图像之间的非公共区域作为当前帧图像的透射率待求区域。

其中，若相机所处的作业环境为相机处于移动状态，则当前帧图像与前一帧图像之间的公共区域的确定过程，具体可以包括：

步骤S1241：若相机所处的作业环境为相机处于移动状态，则分别提取当前帧图像和前一帧图像的角点特征；

步骤S1242：对当前帧图像的角点特征与前一帧图像的角点特征进行匹配，得到相应的匹配点对；

步骤S1243：利用匹配点对以及最小二乘法，相应地求取相机的旋转平移矩阵；

步骤S1244：利用旋转平移矩阵，对当前帧图像和前一帧图像进行重叠区域匹配处理，确定出当前图像与前一帧图像之间的公共区域。

进一步的，本实施例中，上述步骤S121的过程具体可以包括：

步骤S1211：对当前帧图像和前一帧图像进行帧差分处理，得到差分图像；

步骤S1212：对差分图像进行二值化处理，得到二值图像，并统计二值图像中像素值大于0的像素总数；

步骤S1213：若像素总数大于或等于第一阈值，则判定相机当前所处的作业环境为相机处于移动状态；若像素总数小于或等于第二阈值，则判定相机当前所处的作业环境为相机固定并且相机场景内无移动物体；若像素总数小于第一阈值并大于第二阈值，则判定相机固定并且相机场景内有移动物体。

需要说明的是，现有技术中，对视频帧图像的透射率图的计算通常是基于暗通道先验理论来完成的，但是，仅仅依赖暗通道先验理论得到的透射率图本身存在不够精细的问题，从而严重影响了后续的去雾效果。为了提升透射率图的精细度，以提升去雾效果，上一实施例步骤S13中，当前帧图像在透射率待求区域上的透射率图的计算过程，具体可以包括：

步骤S131：基于暗通道先验理论，求取与透射率待求区域对应的初始透射率图；

步骤S132：将透射率待求区域的RGB通道取最小值，得到相应的第一图像；

步骤S133：对第一图像进行双边滤波处理，得到相应的局部均值图像；

步骤S134：计算第一图像与局部均值图像之间的差异，得到相应的差异图像；

步骤S135：对差异图像进行双边滤波，得到第二图像；

步骤S136：利用第一图像、第二图像和当前大气光照值，求取相应的导向图；

步骤S137：根据导向滤波算法，对初始透射率图和导向图进行导向滤波处理，得到当前帧图像在透射率待求区域上的透射率图。

其中，上述步骤S136中，导向图的求取公式具体为：

$I_{guide}=1-\frac{max\left(min\right(G,W),0)}{A};$

其中，W表示第一图像，G表示第二图像，A表示当前大气光照值。

另外，需要进一步说明的是，上一实施例步骤S14中，对当前帧图像进行去雾处理时所涉及到的计算公式为：

$J\left(x\right)=\frac{I\left(x\right)-A}{t\left(x\right)}+A;$

其中，I(x)表示当前帧图像对应的图像信息；A表示当前大气光照值；t(x)表示当前帧图像的完整透射率图。

本实施例中，在基于暗通道先验理论得到与透射率待求区域对应的初始透射率图的前提下，利用导向滤波算法，对初始透射率图和相应的导向图进行导向滤波处理，从而得到相对于初始透射率图更为精细的透射率图，从而有利于提升后续的图像去雾效果。

本发明实施例还公开了一种应用于视频监控***的实时视频去雾***，上述视频监控***包括相机和显示屏；参见图2所示，该***包括：

图像采集模块21，用于获取相机采集的当前帧图像；

比对分析模块22，用于将当前帧图像与前一帧图像进行实时比对分析，得到当前帧图像中的透射率共用区域和透射率待求区域；透射率共用区域为当前帧图像上能与前一帧图像共用透射率图的区域，透射率待求区域为当前帧图像上透射率图有待重新求解的区域；

透射率图确定模块23，用于将前一帧图像在透射率共用区域上所对应的透射率图作为当前帧图像在透射率共用区域上的透射率图，并重新计算当前帧图像在透射率待求区域上的透射率图，得到当前帧图像的完整透射率图；

图像去雾模块24，用于利用当前帧图像对应的图像信息、当前帧图像的完整透射率图以及当前大气光照值，对当前帧图像进行去雾处理，并将得到的去雾图像实时地发送至显示屏。

具体的，上述比对分析模块可以包括图像比对器、第一图像分析器、第二图像分析器和第三图像分析器；其中，

图像比对器，用于将当前帧图像与前一帧图像进行比对，以确定相机当前所处的作业环境；

第一图像分析器，用于当相机所处的作业环境为相机固定并且相机场景内无移动物体，则将当前帧图像的全局作为当前帧图像中的透射率共用区域；

第二图像分析器，用于当相机所处的作业环境为相机固定并且相机场景内有移动物体，则将当前帧图像中物体移动区域作为当前帧图像的透射率待求区域，将当前帧图像中非物体移动区域作为当前帧图像的透射率共用区域；

第三图像分析器，用于当相机所处的作业环境为相机处于移动状态，则将当前帧图像与前一帧图像之间的公共区域作为当前帧图像的透射率共用区域，将当前帧图像与前一帧图像之间的非公共区域作为当前帧图像的透射率待求区域。

其中，上述图像比对器具体可以包括差分处理单元、二值化处理单元、第一判定单元、第二判定单元和第三判定单元；其中，

差分处理单元，用于对当前帧图像和前一帧图像进行帧差分处理，得到差分图像；

二值化处理单元，用于对差分图像进行二值化处理，得到二值图像，并统计二值图像中像素值大于0的像素总数；

第一判定单元，用于若像素总数大于或等于第一阈值，则判定相机当前所处的作业环境为相机处于移动状态；

第二判定单元，用于若像素总数小于或等于第二阈值，则判定相机当前所处的作业环境为相机固定并且相机场景内无移动物体；

第三判定单元，用于若像素总数小于第一阈值并大于第二阈值，则判定相机固定并且相机场景内有移动物体。

另外，上述第三图像分析器具体可以包括特征提取单元、特征匹配单元、矩阵求取单元和公共区域确定单元；其中，

特征提取单元，用于若相机所处的作业环境为相机处于移动状态，则分别提取当前帧图像和前一帧图像的角点特征；

特征匹配单元，用于对当前帧图像的角点特征与前一帧图像的角点特征进行匹配，得到相应的匹配点对；

矩阵求取单元，用于利用匹配点对以及最小二乘法，相应地求取相机的旋转平移矩阵；

公共区域确定单元，用于利用旋转平移矩阵，对当前帧图像和前一帧图像进行重叠区域匹配处理，确定出当前图像与前一帧图像之间的公共区域。

需要说明的是，现有技术中，对视频帧图像的透射率图的计算通常是基于暗通道先验理论来完成的，但是，仅仅依赖暗通道先验理论得到的透射率图本身存在不够精细的问题，从而严重影响了后续的去雾效果。为了提升透射率图的精细度，以提升去雾效果，本实施例中，透射率图确定模块23具体可以包括初始透射率图求取单元231、通道处理单元232、第一双边滤波单元233、图像差异计算单元234、第二双边滤波单元235、导向图求取单元236、透射率图确定单元237和透射率图合并单元238；其中，

初始透射率图求取单元231，用于基于暗通道先验理论，求取与透射率待求区域对应的初始透射率图；

通道处理单元232，用于将透射率待求区域的RGB通道取最小值，得到相应的第一图像；

第一双边滤波单元233，用于对第一图像进行双边滤波处理，得到相应的局部均值图像；

图像差异计算单元234，用于计算第一图像与局部均值图像之间的差异，得到相应的差异图像；

第二双边滤波单元235，用于对差异图像进行双边滤波，得到第二图像；

导向图求取单元236，用于利用第一图像、第二图像和当前大气光照值，求取相应的导向图；

透射率图确定单元237，用于根据导向滤波算法，对初始透射率图和导向图进行导向滤波处理，得到当前帧图像在透射率待求区域上的透射率图；

透射率图合并单元238，用于将将前一帧图像在透射率共用区域上所对应的透射率图作为当前帧图像在透射率共用区域上的透射率图，并将当前帧图像在透射率共用区域上的透射率图与当前帧图像在透射率待求区域上的透射率图进行合并，得到当前帧图像的完整透射率图。

可见，本发明实施例在获取到当前帧图像后，需要将其与前一帧图像进行实时比对分析，以确定相应的透射率共用区域和透射率待求区域，然后只需将前一帧图像在透射率共用区域上对应的透射率图作为当前帧图像在透射率共用区域上的透射率图，而无需重新计算当前帧图像在透射率共用区域上的透射率图，仅需要对当前帧图像在透射率待求区域上的透射率图进行计算便可，这样，当相机处于转动的情况下，只需对每一帧图像中的少量区域进行透射率图的计算，由此便可大幅减少对每一帧图像进行去雾处理时所需的数据计算量，从而能够快速地获取每一帧图像所对应的完整透射率图，进而可快速地进入后续的去雾处理，也即，本发明实施例在相机灵活转动的情况下，实现了快速的视频去雾处理的目的。另外，在基于暗通道先验理论得到与透射率待求区域对应的初始透射率图的前提下，利用导向滤波算法，对初始透射率图和相应的导向图进行导向滤波处理，从而得到相对于初始透射率图更为精细的透射率图，从而有利于提升后续的图像去雾效果。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种应用于视频监控***的实时视频去雾方法及***进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种应用于视频监控***的实时视频去雾方法，其特征在于，所述视频监控***包括相机和显示屏；所述方法包括：

获取所述相机采集的当前帧图像；

将当前帧图像与前一帧图像进行实时比对分析，得到当前帧图像中的透射率共用区域和透射率待求区域；所述透射率共用区域为当前帧图像上能与前一帧图像共用透射率图的区域，所述透射率待求区域为当前帧图像上透射率图有待重新求解的区域；

将前一帧图像在所述透射率共用区域上所对应的透射率图作为当前帧图像在所述透射率共用区域上的透射率图，并重新计算当前帧图像在所述透射率待求区域上的透射率图，得到当前帧图像的完整透射率图；

利用当前帧图像对应的图像信息、当前帧图像的完整透射率图以及当前大气光照值，对当前帧图像进行去雾处理，并将得到的去雾图像实时地发送至所述显示屏。

2.根据权利要求1所述的应用于视频监控***的实时视频去雾方法，其特征在于，所述将当前帧图像与前一帧图像进行实时比对分析，得到当前帧图像中的透射率共用区域和透射率待求区域的过程，包括：

将当前帧图像与前一帧图像进行比对，以确定所述相机当前所处的作业环境；

若所述相机所处的作业环境为所述相机固定并且相机场景内无移动物体，则将当前帧图像的全局作为当前帧图像中的透射率共用区域；

若所述相机所处的作业环境为所述相机固定并且相机场景内有移动物体，则将当前帧图像中物体移动区域作为当前帧图像的透射率待求区域，将当前帧图像中非物体移动区域作为当前帧图像的透射率共用区域；

若所述相机所处的作业环境为所述相机处于移动状态，则将当前帧图像与前一帧图像之间的公共区域作为当前帧图像的透射率共用区域，将当前帧图像与前一帧图像之间的非公共区域作为当前帧图像的透射率待求区域。

3.根据权利要求2所述的应用于视频监控***的实时视频去雾方法，其特征在于，所述将当前帧图像与前一帧图像进行比对，以确定所述相机当前所处的作业环境的过程，包括：

对当前帧图像和前一帧图像进行帧差分处理，得到差分图像；

对所述差分图像进行二值化处理，得到二值图像，并统计所述二值图像中像素值大于0的像素总数；

若所述像素总数大于或等于第一阈值，则判定所述相机当前所处的作业环境为所述相机处于移动状态；

若所述像素总数小于或等于第二阈值，则判定所述相机当前所处的作业环境为所述相机固定并且相机场景内无移动物体；

若所述像素总数小于所述第一阈值并大于所述第二阈值，则判定所述相机固定并且相机场景内有移动物体。

4.根据权利要求2或3所述的应用于视频监控***的实时视频去雾方法，其特征在于，若所述相机所处的作业环境为所述相机处于移动状态，则当前帧图像与前一帧图像之间的公共区域的确定过程，包括：

若所述相机所处的作业环境为所述相机处于移动状态，则分别提取当前帧图像和前一帧图像的角点特征；

对当前帧图像的角点特征与前一帧图像的角点特征进行匹配，得到相应的匹配点对；

利用所述匹配点对以及最小二乘法，相应地求取所述相机的旋转平移矩阵；

利用所述旋转平移矩阵，对当前帧图像和前一帧图像进行重叠区域匹配处理，确定出当前图像与前一帧图像之间的公共区域。

5.根据权利要求1至3任一项所述的应用于视频监控***的实时视频去雾方法，其特征在于，当前帧图像在所述透射率待求区域上的透射率图的计算过程，包括：

基于暗通道先验理论，求取与所述透射率待求区域对应的初始透射率图；

将所述透射率待求区域的RGB通道取最小值，得到相应的第一图像；

对所述第一图像进行双边滤波处理，得到相应的局部均值图像；

计算所述第一图像与所述局部均值图像之间的差异，得到相应的差异图像；

对所述差异图像进行双边滤波，得到第二图像；

利用所述第一图像、所述第二图像和当前大气光照值，求取相应的导向图；

根据导向滤波算法，对所述初始透射率图和所述导向图进行导向滤波处理，得到当前帧图像在所述透射率待求区域上的透射率图。

6.一种应用于视频监控***的实时视频去雾***，其特征在于，所述视频监控***包括相机和显示屏；所述***包括：

图像采集模块，用于获取所述相机采集的当前帧图像；

比对分析模块，用于将当前帧图像与前一帧图像进行实时比对分析，得到当前帧图像中的透射率共用区域和透射率待求区域；所述透射率共用区域为当前帧图像上能与前一帧图像共用透射率图的区域，所述透射率待求区域为当前帧图像上透射率图有待重新求解的区域；

透射率图确定模块，用于将前一帧图像在所述透射率共用区域上所对应的透射率图作为当前帧图像在所述透射率共用区域上的透射率图，并重新计算当前帧图像在所述透射率待求区域上的透射率图，得到当前帧图像的完整透射率图；

图像去雾模块，用于利用当前帧图像对应的图像信息、当前帧图像的完整透射率图以及当前大气光照值，对当前帧图像进行去雾处理，并将得到的去雾图像实时地发送至所述显示屏。

7.根据权利要求6所述的应用于视频监控***的实时视频去雾***，其特征在于，所述比对分析模块包括：

图像比对器，用于将当前帧图像与前一帧图像进行比对，以确定所述相机当前所处的作业环境；

第一图像分析器，用于当所述相机所处的作业环境为所述相机固定并且相机场景内无移动物体，则将当前帧图像的全局作为当前帧图像中的透射率共用区域；

第二图像分析器，用于当所述相机所处的作业环境为所述相机固定并且相机场景内有移动物体，则将当前帧图像中物体移动区域作为当前帧图像的透射率待求区域，将当前帧图像中非物体移动区域作为当前帧图像的透射率共用区域；

第三图像分析器，用于当所述相机所处的作业环境为所述相机处于移动状态，则将当前帧图像与前一帧图像之间的公共区域作为当前帧图像的透射率共用区域，将当前帧图像与前一帧图像之间的非公共区域作为当前帧图像的透射率待求区域。

8.根据权利要求7所述的应用于视频监控***的实时视频去雾***，其特征在于，所述图像比对器包括：

差分处理单元，用于对当前帧图像和前一帧图像进行帧差分处理，得到差分图像；

二值化处理单元，用于对所述差分图像进行二值化处理，得到二值图像，并统计所述二值图像中像素值大于0的像素总数；

第一判定单元，用于若所述像素总数大于或等于第一阈值，则判定所述相机当前所处的作业环境为所述相机处于移动状态；

第二判定单元，用于若所述像素总数小于或等于第二阈值，则判定所述相机当前所处的作业环境为所述相机固定并且相机场景内无移动物体；

第三判定单元，用于若所述像素总数小于所述第一阈值并大于所述第二阈值，则判定所述相机固定并且相机场景内有移动物体。

9.根据权利要求7或8所述的应用于视频监控***的实时视频去雾***，其特征在于，所述第三图像分析器包括：

特征提取单元，用于若所述相机所处的作业环境为所述相机处于移动状态，则分别提取当前帧图像和前一帧图像的角点特征；

特征匹配单元，用于对当前帧图像的角点特征与前一帧图像的角点特征进行匹配，得到相应的匹配点对；

矩阵求取单元，用于利用所述匹配点对以及最小二乘法，相应地求取所述相机的旋转平移矩阵；

公共区域确定单元，用于利用所述旋转平移矩阵，对当前帧图像和前一帧图像进行重叠区域匹配处理，确定出当前图像与前一帧图像之间的公共区域。

10.根据权利要求6至8任一项所述的应用于视频监控***的实时视频去雾***，其特征在于，所述透射率图确定模块包括：

初始透射率图求取单元，用于基于暗通道先验理论，求取与所述透射率待求区域对应的初始透射率图；

通道处理单元，用于将所述透射率待求区域的RGB通道取最小值，得到相应的第一图像；

第一双边滤波单元，用于对所述第一图像进行双边滤波处理，得到相应的局部均值图像；

图像差异计算单元，用于计算所述第一图像与所述局部均值图像之间的差异，得到相应的差异图像；

第二双边滤波单元，用于对所述差异图像进行双边滤波，得到第二图像；

导向图求取单元，用于利用所述第一图像、所述第二图像和当前大气光照值，求取相应的导向图；

透射率图确定单元，用于根据导向滤波算法，对所述初始透射率图和所述导向图进行导向滤波处理，得到当前帧图像在所述透射率待求区域上的透射率图；

透射率图合并单元，用于将将前一帧图像在所述透射率共用区域上所对应的透射率图作为当前帧图像在所述透射率共用区域上的透射率图，并将当前帧图像在所述透射率共用区域上的透射率图与当前帧图像在所述透射率待求区域上的透射率图进行合并，得到当前帧图像的完整透射率图。