1. 摘要

本文概述了其技术原理、实现方法。

2. 技术原理

2.1 光学去雾

在自然界中，可见光是不同波长光的组合，范围从 780 到 400 nm。

图 2.1 频谱图

不同波长的光具有不同的特性，波长越长，穿透力越强。波长越长，光波的穿透力越大。这就是光学雾检测所应用的物理原理，以在烟雾或雾气环境中实现目标物体的清晰图像。

2.2 电子除雾

电子去雾，也称为数字去雾，是通过算法对图像进行二次处理，突出图像中某些感兴趣的物体特征并抑制那些不感兴趣的物体特征，从而提高图像质量并增强图像。

三、实施方法

3.1 光学除雾

3.1.1 频段选择

光学除雾最常用于近红外波段 (NIR)，以确保穿透力，同时平衡成像性能。

3.1.2 传感器选择

由于光学雾化利用近红外波段，因此在选择相机传感器时需要特别注意相机近红外波段的灵敏度。

3.1.3 滤波器选择

选择正确的滤波器以匹配传感器的灵敏度特性。

3.2 电子除雾

电子去雾（数字去雾）算法基于物理成雾模型，通过局部区域的灰度程度来确定雾气的浓度，从而恢复出清晰、无雾的图像。算法雾化的使用保留了图像的原始色彩，并且在光学雾化的基础上显着提高了雾化效果。

4. 性能比较

视频监控摄像机所使用的镜头大多为短焦距镜头，主要用于宽视角的大场景监控。如下图（约10.5mm焦距拍摄）。

图 4.1 宽视图

然而，当我们放大对焦远处的物体（距离相机约7公里）时，相机的最终输出往往会受到大气湿度或灰尘等微小颗粒的影响。如下图（近似焦距240mm拍摄）。在图像中，我们可以看到远处山上的寺庙和宝塔，但它们下面的山看起来像一个平坦的灰色块。图像整体感觉很朦胧，没有大视野的透明度。

图 4.2 除雾关闭

当我们打开电子除雾模式时，我们看到图像清晰度和透明度比打开电子除雾模式之前略有改善。如下图所示。虽然后面的寺庙、宝塔和山丘还有些朦胧，但至少前面的山丘感觉恢复了正常的样子，包括前面的高压电塔。

图 4.3 电子除雾

当我们开启光学雾化模式时，图像风格立即发生巨大变化。虽然图像由彩色变为黑白（由于NIR没有颜色，在实际工程实践中只能利用NIR反射的能量来成像），但图像的清晰度和半透明性大大提高，甚至植被也变得清晰可见。远处的山丘以更清晰、更立体的方式呈现。

图 4.4 光学除雾

极限场景表现对比。

雨后的空气充满了水份，正常情况下，即使打开电子除雾模式，也无法透过水份看清远处的物体。只有打开光学雾化才能看到远处（距相机约7公里）的寺庙和佛塔。

图 4.5 E-除雾

图 4.6 光学除雾