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霾里看花,探头患上“白内障”

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  对有些人来说,雾霾天不仅会有损健康,还意味着工作变多。一到雾霾天,公安部第三研究所物联网技术研发中心一级警司蔡烜的计算机里,就“堆”满了从上海各监控摄像头传来的图像,他的主要工作是给这些照片或视频“去雾”。
  “现在,大多数视频监控系统采用的都是模仿人眼的可见光成像技术,严重雾霾时,图像色彩变暗、对比度降低,一些细节根本无法看清。”蔡烜指着一帧视频画面说,这是去年上海雾霾最严重的12月6日,画面上,200米外高架广告上的大字都难以看清。
  
严重雾霾天车牌“零辨识”
  雾霾天,监控视频的“白内障”究竟有多严重?蔡烜做了个实验。在他单位门口的毕升路上,有一个5米高的龙门架,架子上一台1080P的高清监控摄像机“盯着”过往的车辆。像今年1月13日、AQI指数小于100的晴好天气,人们能从监控画面中辨别所有路过汽车的车牌;但在去年12月6日,AQI指数一度超过500,404辆通过龙门架的汽车车牌,一辆也没能被辨识出来;而在去年12月24日,AQI指数最高达240,监控视频把92辆经过龙门架的汽车“看丢了”16辆。蔡烜说,影响辨识度的主要是大气能见度,摄像头和人眼的感受差不多,霾里看花,让摄像头很纠结。
  
后期处理找回丢失的细节
  除了协管交通,监控摄像头的另一个作用是震慑犯罪分子,有人担心,视频监控频频诱发“白内障”,会给不法之徒以可乘之机。蔡烜称不用担心,针对降雨、雾霾、沙尘暴等天气对能见度造成的影响,公安部门早就研发了一套针对监控视频的“去雾”技术,一般雾霾天的视频或照片都能通过后期处理找到“丢失的细节”。
  蔡烜正是这方面的能手,他专门编写了一个“电子去雾模型”,即通过将雾霾天天空颜色的数值修正到正常的“蓝天”数值,让灰蒙蒙的图像摘掉“白内障”,提高分辨率。在这个模型的帮助下,去年12月的那个“爆表”日,404个模糊不清的车牌中有385个恢复了“庐山真面目”。
  蔡烜常用的“去雾”技术并不是对所有图像都有效。如果画面上的雾霾太厚,完全“覆盖”了背景,受制于算法模型和图像处理芯片的性能局限,“一秒钟变清晰”的“魔法”也就失效了。现在,蔡烜还想改写或修正模型中的某些数据,使“去雾”技术在霾天的效果更突出。他解释说,雾的主要成分水和霾的主要成分有机气溶胶颗粒,在透光率方面不尽相同,这使得可见光射在它们身上的时候,成像效果也不完全相同。
  
光学除霾直接获取清晰图像
  “去雾”软件在霾天也能奏效,是因为雾和霾对能见度有着类似的影响。上海市城市环境气象中心副主任许建明说,能见度降低的本质是光的传播受到阻碍,大量悬浮颗粒物会使光线变得杂乱无章,降低大气能见度。但两者也有不同,一般雾气在太阳出来后就会逐渐消散,而霾可能会持续更长时间。
  能不能不要后期处理,在雾霾天直接得到清晰的监控画面——这是市场对上海弘视通信技术有限公司董事长潘今一提出的拷问。去年,他们公司有2/3的监控摄像头产品销往了河北、河南等雾霾高发区,当地客户对除霾摄像头的需求强烈。
  眼下,潘今一的团队正在研制一种光学除霾摄像头,其原理并不复杂:只要在摄像头中安装一个“大脑”,就能智能辨识雾霾大小,并自动“组合”镜片,从而剔除散射光,最大程度保留直射光。
  本报记者 沈湫莎

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