雾气对实时视频监控成像画质效果的影响

最近PM2.5这一气象领域专业词汇成为社会关注的流行话题。空气中的液滴和固体小颗粒不仅危害人体健康，引起雾霾而导致交通事故频发，同时也使户外监控视频质量明显降低。在雾霾天气下，图像色彩黯淡、对比度变低，一些重要目标的细节更是淹没在雾气中难以被察觉，视频监控系统的实用性受到很大影响。

因此，去除视频中的雾气，进而改善画质，成为提升户外监控系统应用价值越发重要的一项关键技术。

雾气对视频监控的影响

一般认为，大气介质主要由空气分子、水汽和气溶胶组成。气溶胶是悬浮在气体中的小粒子构成的弥散系。某些粒子具有高吸湿性，起到水汽凝结中心的作用，其大小与环境相对湿度、水汽供应和由碰撞而发生凝聚的程度有关。由于大气中各种颗粒的大小、类型及聚集程度的不同产生晴、霾、雾、云、雨等各种天气。

在晴朗的天气条件下，从物体表面反射的光线基本不会受大气中各种成分的影响发生散射、吸收、反射等现象，能够直接到达成像设备，获得清晰无雾图像。

在有雾天气下，从物体表面反射的光线在到达成像设备的过程中会受到空气中悬浮颗粒的影响。气溶胶粒子是雾霾形成的主要因素，也是图像质量产生退化的根本原因，其影响主要有以下几个方面:

· 气溶胶粒子对光线有散射作用，散射损失使“透射光”强度衰减，造成了图像的对比度下降;

· 由于气溶胶粒子的非均匀性，使球面波畸变成非球面波，导致图像变模糊，边缘和细节降低;

· 气溶胶粒子的粒径较大，粒子的自身成像不容忽视，可以近似理解成“噪声”;

· 气溶胶粒子对成像光线的散射部分会因为多次散射的作用，和原有的前向散射部分叠加在一起成像，产生一定的模糊。