(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211032899.6 (22)申请日 2022.08.26 (71)申请人 清华大学 地址 100084 北京市海淀区清华园1号 (72)发明人 季向阳　王枭宇　杨祉煜　张亿　 连晓聪　金欣　 (74)专利代理 机构 北京清亦华知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11201 专利代理师 于腾昊 (51)Int.Cl. H04N 5/232(2006.01) H04N 5/235(2006.01) G06T 7/70(2017.01) G06T 7/62(2017.01) G06T 5/00(2006.01)G01N 33/00(2006.01) G01B 21/16(2006.01) (54)发明名称 基于图像信噪比分析的雾天成像方法及装 置 (57)摘要 本申请公开了一种基于图像信噪比分析的 雾天成像方法及装置， 其中， 方法包括： 获取当前 雾天场景的实际雾气浓度或实际雾气能见度； 基 于实际雾气浓度或者实际雾气能见度和观测物 距， 利用预先构建的雾气成像系统的最小分辨模 型确定雾气成像系统的当前所需视角数、 当前时 间帧数和当前相机的位深； 利用预先训练的信噪 比模型优化雾气成像系统的当前所需视角数、 当 前时间帧数和预设的其他相机参数， 并根据优化 后的当前所需视角数、 当前时间帧数、 预设的其 他相机参数和当前相机的位深， 得到当前物体场 景的雾天成像结果。 由此， 解决了相关技术中， 去 雾算法仅考虑理想无噪声的情况， 而在雾气浓度 较高、 传感器噪声无法忽略时， 无法进行目标物 重建的技 术问题。 权利要求书2页 说明书14页 附图3页 CN 115412669 A 2022.11.29 CN 115412669 A 1.一种基于图像信噪比分析的雾天成像方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 获取当前雾天场景的实际雾气浓度或者实际雾气能见度； 基于所述实际雾气浓度或者所述实际雾气能见度和观测物距， 利用预先构建的雾气 成 像系统的最小分辨模型确定所述雾气成像系统的当前所需视角数、 当前时间帧数和当前相 机的位深； 以及 利用预先训练的信噪比模型优化所述雾气 成像系统 的当前所需视角数、 当前时间帧数 和预设的其他相机参数， 并根据优化后的当前所需视角数、 当前时间帧数、 预设的其他相机 参数和所述当前相机的位深， 得到所述当前物体场景的雾天成像结果。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述利用预先训练 的信噪比模型优化所述 雾气成像系统的当前 所需视角数、 当前时间帧数和预设的其 他相机参数， 包括； 提高相机的满井容 量、 降低像素面积， 并将相机感光度调整至最低； 在满足相机实际不过曝的情况下， 增大光照强度、 曝光 时间、 光谱响应函数和目标物反 射率， 减小镜头光圈值和所述观测物距， 以满足所述当前所需视角数和当前时间帧数 的同 时， 实现信噪比的优化目的。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述雾气成像系统的最小分辨模型为： 其中， ηlin表示线性工作区间的经验常数， bit_depth表示所述相机的位深， β 表示雾气 的散射系数， u表示相机到待观测目标物的物距， NF表示系统融合的时间帧数， NV表示系统具 备的相机 视角数。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 在利用所述预先构建的雾气 成像系统 的最 小分辨模型确定所述雾气成像系统的当前所需视角数、 当前时间帧数和当前相机的位深之 前， 还包括： 定义相机Raw格式图像下的成像模型； 基于所述成像模型， 建立所述雾气 成像系统拍摄所涉及硬件参数与图像信噪比间的模 型关系的同时， 确定硬件参数间的限制条件。 5.根据权利要求 4所述的方法， 其特 征在于， 所述模型关系中的信噪比平方公式为： 其中， SNR2表示信噪比平方， Spix表示传感器像素面积， t表示相机曝光时间， SRFc表示相 机不同颜色通道的光谱响应函数， A表示场景光照强度， k表示恒常未知比例系数， fno表示 镜头的光 圈值， Jc表示目标物对应不同颜色通道的反射率， BRDF( θ )表示目标物表面反射特 性带来的差异， T(u)表示 光源类型 带来的差异。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特 征在于， 所述限制条件中的过曝限制为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115412669 A 2其中， Cfull表示相机的满井容 量， ISO表示相机感光度。 7.一种基于图像信噪比分析的雾天成像装置， 其特 征在于， 包括： 获取模块， 用于获取当前雾天场景的实际雾气浓度或者实际雾气能见度； 确定模块， 用于基于所述实 际雾气浓度或者所述实 际雾气能见度， 利用预先构建的雾 气成像系统的最小分辨模型确定所述雾气成像系统的当前所需视角数、 当前时间帧数和当 前相机的位深； 以及 分析模块， 用于利用预先训练的信噪比模型优化所述雾气成像系统的当前所需视角 数、 当前时间帧数和预设的其他相机参数， 并根据优化后的当前所需视角数、 当前时间帧 数、 预设的其 他相机参数和所述当前相机的位深， 得到所述当前物体场景的雾天成像结果。 8.根据权利要求7 所述的装置， 其特 征在于， 所述分析模块包括； 第一调整单元， 用于提高相机的满井容量、 降低像素面积， 并将相机感光度调整至最 低； 第二调整单元， 用于在满足相机实际不过曝的情况下， 增大光照强度、 曝光时间、 光谱 响应函数和目标物反射率， 减小镜头光圈值和所述观测物距， 以满足所述当前所需视角数 和当前时间帧数的同时， 实现信噪比的优化目的。 9.一种电子设备， 其特征在于， 包括： 存储器、 处理器及存储在所述存储器上并可在所 述处理器上运行的计算机程序， 所述处理器执行所述程序， 以实现如权利要求 1‑6任一项所 述的基于图像信噪比分析的雾天成像方法。 10.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 该程序被处理器 执行， 以用于实现如权利要求1 ‑6任一项所述的基于图像信噪比分析的雾天成像方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115412669 A 3