视频图像透雾透霾及真彩色还原实时处理系统及方法技术方案

视频图像透雾透霾及真彩色还原实时处理系统，用于对视频图像进行透雾透霾及真彩色还原处理，通过亮色分离模块对视频图像进行亮色分离，并通过运算放大单元对亮度信号进行抑制，对色彩信号进行放大输出。本发明专利技术提供的视频图像透雾透霾及真彩色还原处理系统和处理方法，可以对雾霾视频图像进行深度处理，增强视频监视系统在雾、霾天气下的能见度，还原雾霾图像中的目标，使视频监视系统在雾、霾天气下也能发挥监视的效果。该系统可将远距离监视目标的真彩色还原，使被监视目标的图像信息仍为全彩色实时图像，获得目标的全信息视频图像以便更好的鉴别目标。该系统和方法可以对视频图像进行实时处理，“即入即出”输出处理后的视频图像。

【技术实现步骤摘要】
视频图像透雾透霾及真彩色还原实时处理系统及方法
本专利技术涉及图像处理
，具体涉及一种雾霾视频图像深度透雾透霾及真彩色还原的实时处理系统及方法。
技术介绍
由于雾和霾(或雾霾)是自然天气常见的现象，雾霾颗粒阻碍观测视线，这种天气导致视频图像无法真实反映目标存在。具体到视频监控系统，各种视频监视系统无法看清目标的视频图像，使视频监视系统失去监视意义，甚至导致事故的发生。现有技术中解决这种问题的方法大致可分为两类：一种为光学处理方法，通过为摄像机镜头安装滤光片，滤光片的窄带光谱特性可以过滤掉一些雾霾颗粒的视频图像，使拍摄到的图像可以将淹没在雾霾中的目标图像显示出来；二是电子处理方法，摄像机镜头仍采集真实的雾霾图像，通过在摄像机中安装视频图像处理的电子电路或相应的软硬件对采集到的雾霾图像进行处理，以还原雾霾图像中的目标图像。以上方法存在如下的不足：光学处理方法采用滤光片后将使彩色视频图像失去彩色信息，且只能轻度透雾、不能透霾，作用有限(无法达到较好的深度透雾、透霾)，而且镜头的体积大、造价高。电子处理方法则无法达到深度透雾、透霾，只在轻雾和近距离范围内有一定效果，而且加入软件处理方式时会导致视频图像的延时，不能完成视频图像的实时处理。概括的说，现有技术中的两种处理方法(滤光片处理和电子处理)均不能进行深度有效地实时透雾，不能透霾。对于远距离雾霾图像的处理还存在图像彩色还原的问题。当用长焦镜头拍摄远距离目标时(目标距离大于10公里)，一般要使用焦距为1000mm的长焦镜头，这种镜头的有效孔径一般不会大于100mm，因此其光圈数F均会大于10，而光圈数F越大，能进入镜头的光通量越小。当拍摄远距离目标时，其光通量更小，造成目标图像无法全光谱进入镜头内，这会导致该目标图像的颜色信息全部丢失(也就是目标图像由彩色图像变为黑白图像)。当目标彩色图像丢失彩色之后，其信息量将减少1/3左右，对远距离的彩色目标的视频监视十分不利。因此，进一步需要对雾霾图像进行彩色还原处理。而且，即便在没有雾霾的情况下，远距离的图像，因光圈数F都很大(>10)，所以也会失去彩色，也需要进行真彩色还原。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中，对雾霾图像处理的不足，提供一种雾霾视频图像深度透雾透霾及真彩色还原的实时处理系统及方法。为了实现以上目的，本专利技术提供以下技术方案：视频图像透雾透霾及真彩色还原实时处理系统，用于对视频图像进行透雾透霾及真彩色还原处理，包括：亮色分离模块：用于对视频图像进行亮度和色度分离，亮色分离模块输出端包括亮度信号支路和色度信号支路；数字滤波单元：与亮色分离模块的亮度信号支路连接，以过滤亮度信号中的高频段信号；运算放大器单元：包括第一运算放大及处理单元和第二运算放大单元，所述第一运算放大及处理单元接收数字滤波单元处理后的亮度信号，以对亮度信号进行高电平抑制和对次高及以下电平信号进行提升；所述第二运算放大单元与第一运算放大及处理单元输出端，以及色度信号放大单元的输出端连接。作为优选：所述第二运算放大单元包括高频率提升电路，用以补充亮度信号中丢失的高频段信号。作为优选：所述实时处理系统进一步包括色度信号放大单元，所述色度信号放大单元的输入端与色度信号支路输出端和亮度信号输出端连接，以放大色度信号；色度信号放大单元的输出端与第二运算放大单元连接。作为优选：所述实时处理系统进一步包括：同步信号分离模块：用于分离出视频图像中的行同步信号；控制信号生成模块：用于根据同步信号分离模块分离出的行同步信号，进行标准化处理，以生成行标准同步控制信号；控制信号生成模块的输出端与色度信号放大单元、第二运算放大单元连接。作为优选：所述实时处理系统进一步包括控制调整单元，所述控制调整单元包括自动调整单元，自动调整单元包括比较器和控制信号生成器，比较器的输入端分别与同步信号分离模块输出端和控制信号生成模块的输出端连接，比较器的输出端与控制信号生成器的输入端连接，控制信号生成器的输出端与第一运算放大器及第二运算放大器连接。作为优选：所述实时处理系统进一步包括用于对视频图像进行处理的前置电路，前置电路的输出端包括两路信号，分别接入亮色分离模块和同步信号分离模块。作为优选：所述实时处理系统进一步包括用于对视频图像进行处理的前置电路，前置电路的输出端包括两路信号，分别接入亮色分离模块和同步信号分离模块。对采集后的视频图像进行亮色分离，以分离出一路亮度信号和一路色度信号；对亮度信号进行第一次高频段信号过滤处理，过滤掉亮度信号中的高频段信号；第一次处理后的亮度信号进行第二次亮度信号处理，对高电平信号进行抑制和对次高及以下电平进行提升。第二次亮度信号处理后的亮度信号与色度信号进行合成，输出。作为优选：所述实时处理方法进一步包括以下步骤：对色度信号进行放大处理，放大处理后的色度信号进行幅度处理，处理后与第二次亮度信号处理后的亮度信号进行合成，形成合成信号，输出。作为优选：所述实时处理方法进一步包括以下步骤：对采集后的视频图像进行同步信号分离，以分离出行同步信号；对分离出的行同步信号进行标准化处理，整形为幅度、脉宽以及行频均标准的具有驱动能力的行同步信号；行同步信号与第二次亮度信号处理后的亮度信号和色度信号形成的合成信号进行合成，输出。本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的视频图像透雾透霾及真彩色还原处理系统，可以对雾霾视频图像进行深度处理，增强视频监视系统在雾、霾天气下的能见度，还原雾霾图像中的目标，使视频监视系统在雾、霾天气下也能发挥监视的效果。该系统可将远距离监视目标的真彩色还原，使被监视目标的图像信息仍为全彩色实时图像，获得目标的全信息视频图像以便更好的鉴别目标。该系统和方法可以对视频图像进行实时处理，“即入即出”输出处理后的视频图像。本系统应用领域广。实现的装置小型化后，可安装在行车记录仪的视频信号输出端上，将使雾、霾天气下行车增加能见度，减少雾、霾天气下的行车事故；当本装置安装在海防、军舰的视频监视系统上，将增强作战能力。本系统作为设备，还可以用在岸基及海上平台基的对海观测系统中，以在雾霾天气下也能进行更佳的对海观测，以及能对远距离目标完成目标的真彩色还原。附图说明图1为视频图像透雾透霾及真彩色还原实时处理系统结构示意图；图2为视频图像透雾透霾及真彩色还原实时处理方法流程图。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术的具体实施方式进行清楚完整地描述。显然，具体实施方式所描述的实施例仅为本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。本专利技术提供了一种视频图像透雾透霾及真彩色还原实时处理系统和处理方法，采用该处理系统和处理方法，可以对近距离以及远距离的雾霾图像进行处理，过滤掉雾霾颗粒图像对目标图像的影响，同时，还可以对雾霾图像和远距离视频图像进行真彩色还原，更真实的还原目标图像。视频图像透雾透霾及真彩色还原实时处理系统，用于对视频图像进行透雾透霾及真彩色还原处理。本实施例所述的视频图像为摄像机等图像采集设备所采集的图像，尤其是指雾霾天气下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.视频图像透雾透霾及真彩色还原实时处理系统，用于对视频图像进行透雾透霾及真彩色还原处理，其特征在于，包括：亮色分离模块：用于对视频图像进行亮度和色度分离，亮色分离模块输出端包括亮度信号支路和色度信号支路；数字滤波单元：与亮色分离模块的亮度信号支路连接，以过滤亮度信号中的高频段信号；运算放大器单元组：包括第一运算放大及处理单元和第二运算放大单元，所述第一运算放大及处理单元接收数字滤波单元处理后的亮度信号，以对亮度信号进行高电平信号抑制和次高及以下电平提升；所述第二运算放大单元与第一运算放大单元输出端，以及色度信号放大单元的输出端连接；同步信号分离模块：用于分离出视频图像中的行同步信号；控制信号生成模块：用于根据同步信号分离模块分离出的行同步信号，进行标准化处理，以生成行标准控制信号；控制信号生成模块的输出端与色度信号放大单元、第二运算放大单元连接。

【技术特征摘要】
1.视频图像透雾透霾及真彩色还原实时处理系统，用于对视频图像进行透雾透霾及真彩色还原处理，其特征在于，包括：亮色分离模块：用于对视频图像进行亮度和色度分离，亮色分离模块输出端包括亮度信号支路和色度信号支路；数字滤波单元：与亮色分离模块的亮度信号支路连接，以过滤亮度信号中的高频段信号；运算放大器单元组：包括第一运算放大及处理单元和第二运算放大单元，所述第一运算放大及处理单元接收数字滤波单元处理后的亮度信号，以对亮度信号进行高电平信号抑制和次高及以下电平提升；所述第二运算放大单元与第一运算放大单元输出端，以及色度信号放大单元的输出端连接；同步信号分离模块：用于分离出视频图像中的行同步信号；控制信号生成模块：用于根据同步信号分离模块分离出的行同步信号，进行标准化处理，以生成行标准控制信号；控制信号生成模块的输出端与色度信号放大单元、第二运算放大单元连接。2.如权利要求1所述的视频图像透雾透霾及真彩色还原实时处理系统，其特征在于：所述实时处理系统进一步包括色度信号放大单元，所述色度信号放大单元的输入端与色度信号支路输出端和亮度信号输出端连接，以放大色度信号；色度信号放大单元的输出端与第二运算放大单元连接。3.如权利要求1所述的视频图像透雾透霾及真彩色还原实时处理系统，其特征在于：所述实时处理系统进一步包括控制调整单元，所述控制调整单元包括自动调整单元，自动调整单元包括比较器和控制信号生成器，比较器的输入端分别与同步信号分离模块输出端和控制信号生成模块的输出端连接，比较器的输出端与控制信号生成器的输入端连接，控制信号生成器的输出端与第一运算放大器及第二运算放大器连接连接。4.如权利要求3所述的视频图像透雾透霾及真彩...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷作亮，王建中，
申请(专利权)人：青岛大学，山东中苑电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37